太阳电池板特性实验_太阳能电池板室外特性实验提纲
研究性实验
太阳能电池板室外特性
实验方式：
根据下列提纲，在室外通过实际测试，以定量和定性的形式，了解太阳能电池板室外特性。
课前查阅：
太阳能电池板的种类及简要工作原理；
光电器件的基本属性；
超级电容的基本知识；
使用超级电
容应注意的问题。
实验提纲：
(实验时请记下室外的天气情况)
1
、
找到光强最大的方位。将电池板大致对向太阳，由于光强变化时电流比电压变化明显(做
2
、
3
、
步骤时即可看出)
，所以将万用表调到电流档
10A
处，调整电池板左右与俯仰，使电流值最大。
用量角器量出电池板面与垂直间角度值并定义为
θ
＝
0
。在其它俯仰角度上，光强按余弦规律减
小。
2
、
测量太阳能电池板的开路电压
V
max
；沿俯仰方向调节光照接收的角度
θ
，⊿
θ
＝
10
0
即可。观察
变化与否，记下相对应的电压值
V
θ
，作图并说明原因。
3
、
测量太阳能电池板的短路电流
I
max
；沿俯仰方向调节光照接收的角度
θ
，⊿
θ
＝
10
0
即可。观察变
化与否，记下相对应的电流值
I
θ
，作图并说明原因。
4
、
若在北方冬季与夏季间日照角约有
40
0
度的变化，
通过实验，
你认为太阳能电池板接收光照的方
向，至少多长时间调整一次(比如可使输出功率有
10
％的增加)？
5
、
你观察后会发现，太阳能电池板为一组
p-n
结的串并联。因此，当你沿横向、纵向分别遮挡约三
分之一电池板的面积时，其短路电流是否也有相应大小的变化(比如电流也减少三分之一)？
说明原因。这对于你正确使用有何帮助？
6
、
测量电池板输出电流
I
在负载电阻
R
较小时(小于
200
欧)的变化关系，并画出
I---R
关系曲线
(
R
取
20
欧)
。
7
、
用太阳能电池板对超级电容组(额定电压
2.7
V/400F
四个电容串联而成)充电时，按标定的正
负极将电池板与超级电容组并联，电池板调整到接收光强最大处，将电压表并在电容组两端观
察电压上升。当电压升至电池板开路电压的
85%
时即可认为充电结束(此时充电电流降至开始
充电时的十分之一以下)
。
注意：为缩短充电时间，可将几个电池板并联后对电容组充电，若串
联，其电压因过高会损坏电容组。
8
、
超级电容组电源特性的观察，以了解适用的范围或应注意的问题。
(选作)
(
1
)
选用工作电压为
10V
的直流电机加至四个电容串联的电容组两端，可看到电机转速逐渐变
慢(工作电流较大时比较明显)
。
(
2
)
用驱动电路为
10V
输入
4.5V
输出的恒流源驱动
LED
元件加至四个电容串联的电容组两端，
尽管工作电流较大，仍可看到
15
分钟以上的正常发光。
(
3
)
选用输入电压
5V
的三位半的电流或电压数显表头，因为功率消耗很小，用二个电容串联而
成的电容组供电时，可连续工作
2
小时以上。
9
、
(选作)根据实验室提供的
50W
非晶硅薄膜太阳能电池板，了解其特性，结合你专业知识，设
计一种实用装置。
实验报告要求：
1
、
可参考该提纲，根据实验对太阳能电池板的室外特性作综合评述。
2
、
鼓励参与或收集其他同学在其它实验环境下的实验数据(比如晴天、多云、阴天等)作为参考，
以丰富自己对该实验的深入了解。
吉林大学南岭校区物理实验室
2010-1-3
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