I. Gambaran umum

Tenaga surya adalah jenis energi baru dan penggunaan penuh tenaga surya dapat mengatasi kebutuhan energi manusia yang semakin meningkat. Saat ini, penggunaan tenaga surya terutama berkonsentrasi pada energi panas dan pembangkit listrik fotovoltaik. Saat ini ada dua cara menggunakan tenaga surya untuk menghasilkan listrik, pertama adalah menggunakan energi panas untuk menghasilkan generator uap dan kedua adalah sel surya. Penggunaan tenaga surya dan penelitian karakteristik sel surya adalah topik panas di abad ke-21, dan banyak negara maju menginvestasikan banyak tenaga manusia untuk penelitian penerima tenaga surya. Eksperimen ini memperkenalkan sifat listrik dan optik sel surya dan mengukur keduanya.

II. Indikator Teknis
Penguji ini menggunakan sumber cahaya profesional untuk mensimulasikan sinar matahari di laboratorium, dengan empat panel surya dipasang di rel geser. Pengukuran daya cahaya melalui radiometer surya dapat mengukur voltan dan efisiensi konversi sel surya.
Indikator teknis khusus:
Sumber cahaya analog matahari: AC 220V / 150W;
2. sel surya: silikon polikristal 60mm × 60mm × 0.3W × 4 potongan;
3. tegangan sirkuit terbuka setiap potongan: 3,78V, arus sirkuit pendek 80mA;
4. DC regulasi tegangan daya: 0 ~ 2.5V terus disesuaikan;
Sensor radiasi matahari: Daya uji: 0 ~ 2000W / m2 rentang spektrum: 320nm ~ 1100nm akurasi kurang dari 5%, dapat diukur di bawah sumber cahaya analog dan dapat mengukur nilai radiasi matahari di bawah matahari luar, sehingga siswa dapat lebih memahami efisiensi radiasi matahari.
Meter tegangan digital DC: 0 ~ 20V, indikasi tampilan setengah tiga digit, akurasi ± 0,5%;
Meter arus digital DC: 0 ~ 200mA, akurasi: ± 0,5%;
Resistansi beban: 0 ~ 9999Ω;
9. sumber cahaya dukungan semua bahan stainless steel, tuan rumah adalah aluminium dan emas struktur kotak, mudah dibawa.

III. Proyek percobaan
1, pengujian voltan sel surya tanpa cahaya;
2, pengujian hubungan antara tegangan sirkuit terbuka sel surya, arus sirkuit pendek dan kekuatan cahaya;
3, karakteristik beban sel surya dan pengujian efisiensi konversi;
4, string sel surya, percobaan paralel;
Eksperimen metode pengukuran radiasi matahari di luar ruangan.

4. prinsip eksperimen
Struktur utama sel surya adalah simpul PN. Hubungan arus dan tegangan simpul PN ideal diberikan oleh rumus berikut (1)

Dalam rumus, I0 adalah arus jenuh terbalik saat tidak ada cahaya, U adalah tegangan pada simpul, e adalah muatan elektron, k adalah konstanta Boltzmann, dan T adalah suhu termodinamis, dapat diperintahkan. Ketika cahaya bersinar pada simpul PN permukaan sel surya, selama energi foton masuk lebih besar dari lebar pita larangan bahan semikonduktor, foton akan diserap oleh sel surya dan menghasilkan pasangan elektron-lubang kosong. Arus bersih I dari output sel surya adalah perbedaan antara arus fotobiologis IPh dan arus dioda ID, arus bersih I diberikan oleh formula berikut

Ketika sirkuit pendek output sel surya, yaitu U = 0, arus sirkuit pendek ISC = IPh dapat didapat oleh tipe (2); Ketika output sel surya terbuka, yaitu I = 0, tegangan sirkuit terbuka UOC dapat didorong. Saat beroperasi dengan normal, IPh beberapa tingkat lebih tinggi dari I0, sehingga 1 dalam kurung (2) dapat diabaikan.
Ketika sel surya menyambungkan resistansi beban, tegangan output dan arus sel surya berubah dengan perubahan resistansi beban, ketika resistansi beban R pada nilai tertentu, daya output sel surya adalah maksimum, yaitu daya output maksimum, mengatur tegangan yang sesuai saat ini adalah Um, arus adalah Im, ada Pm = Im * Um. Faktor pengisian didefinisikan sebagai

Ini adalah parameter penting yang mewakili kinerja sel surya yang baik dan buruk. Semakin besar nilai dalam keadaan tertentu, menunjukkan bahwa sel surya semakin tinggi pemanfaatan cahaya dalam kasus resistensi beban yang seharusnya.