1樓:奧隅玲子樂園
太陽能電池板是由一組或多組光敏二極體組成,其輸出電流有二極體的漏電流(也就是暗電流)和光生電流組成,外加偏壓不同,漏電流不同,輸出端加上負載情況下,電壓和電流會隨光照強度變化而變化。,
光電池特性研究實驗的資料處理方法。
2樓:洋伶
一、實驗目的和內容 1.作出單色儀的校正曲線—單色儀的定標。2.
測定矽光電池的光譜響應—作出波長λ與矽光電池的靈敏度k ́(λ)的校正曲線。 3. 設計簡單的光路和電路,測量、研究矽光電池的主要引數和基本特性。
二、實驗基本原理光電池是一種光電轉換元件,它不需外加電源而能直接把光能轉換成電能。光電池的種類很多,常見的有硒、鍺、矽、砷化鎵、氧化銅、硫化鉈、硫化鎘等。其中最受重視、應用最廣的是矽光電池。
它有一系列的優點:效能穩定,光譜範圍寬,頻率響應好,轉換效率高,能耐高溫輻射等。同時它的光譜靈敏度與人眼的靈敏度最相近,所以,它在很多分析儀器、測量儀器、**表以及自動控制檢測、計算機的輸入和輸出上用作探測元件,在現代科學技術中占有十分重要的地位。
本實驗僅對矽光電池的光譜響應進行測量和研究,對其他基本特性和簡單應用作初步的了解。 矽光電池是一種p-n結的單結光電池,當光照射到p-n結時,由光激發的光生載流子的遷移,使p-n結兩端產生了光生電動勢,如果它與外電路中的負載接通,則負載電路中將有光電流產生。 (1)矽光電池的主要引數和照度特性 1)開路電壓曲線。
矽光電池在一定的光照條件下的光生電動勢稱為開路電壓,開路電壓與入射光強照度ee的特性曲線稱為開路電壓曲線,開路電壓可直接用電位差計讀出。(當所測電壓超過電位差計量程時,自行設法擴大量程) 2)短路電流曲線。在一定光照條件下,光電池被短路(負載電阻r=0)時,所輸出的光電流值稱為短路光電流。
光電流密度je與照度ee的特性曲線稱為短路電流曲線。 3)試研究開路電壓、短路電流與受光面積的關係。 (2)矽光電池的負載特性 1)矽光電池的伏安特性與最佳匹配。
隨著負載電阻的變化,迴路中電流i和矽光電池兩端的電壓u相應地變化,稱為矽光電池的伏安特性。通過負載特性的研究,就可知道在某一負載電阻時其輸出功率最大,這稱為最佳匹配,所用負載電阻又稱為最佳匹配電阻。 2)矽光電池的內阻。
從理論上可以推導出矽光電池的內阻rs等於開路電壓除以短路電流。可以觀察到光照面積不同時,矽光片的內阻將發生變化。 (3)矽光電池的溫度特性(供選做參考)。
矽光電池的開路電壓、短路電流隨溫度t變化的曲線表徵了它的溫度特性。這種矽光電池的溫度漂移,直接影響到測量精度與控制精度。一般開路電壓隨溫度增加而迅速下降,路短電流隨溫度增加而緩慢上公升。
在具體應用和設計儀器時,應考慮溫度的漂移,要採取相應的措施進行補償。 (4)矽光電池的光譜響應特性 用光電法測量光的強度,光的能量時,一般是採用光電管、光電倍增管、矽光電池、半導體光電二極體、炭鬥和熱電堆等光電器件。但這些器件各有它們的特點。
使用時必需了解它的特性,它們對各波段的靈敏度如何?也就是它們的光譜響應怎麼樣? 國產的矽光電池靈敏度比較高,尤其在長波,靈敏度更高。
但相對來說,在450奈米以下的短波與長波比較它的靈敏相差很大,光譜響應比較差。因此,測定矽光電池的靈敏度是很重要的了。 實驗中採用2cr 型系列的矽光電池。
並用熱電堆對各個波長的靈敏度比較均勻這個特點來作標準,求出矽光電池相對光譜靈敏度。 其做法是假設在某個波長,熱電堆的光譜靈敏度為k(λ),矽光電池的光譜靈敏度k ́(λ);單色儀的透過率為t(λ);熱電堆與矽光電池的輸出訊號大小分別為d(λ)和d ́(λ);光源(這裡用白熾燈)的輻射能量的發射本領為e(λ)。它們的關係分別為:
d(λ)= e(λ)k(λ)t(λ) (1) d ́(λ)= e(λ)k ́(λ)t(λ) (2)(1)和(2)兩式相除得: d(λ)/ d ́(λ)= k(λ)/ k ́(λ) (3)因為熱電堆的光譜響應均勻,即無選擇性,靈敏度基本上是一樣的。為此,我們用熱電堆作為標準,並假定它的光譜靈敏度為乙個常數。
為了計算方便,這裡假定k(λ)等於1.則(3)式變為 k ́(λ)= d ́(λ)/ d(λ) (4)用這個關係式就可以求出矽光電池的相對光譜靈敏度即光譜響應。
三、實驗用具與裝置圖 實驗用具:單色儀,acii型光電檢流計,經過穩壓的光源(白熾燈),矽光電池和熱電堆等。 裝置如下圖:
s1和s2分別為單色儀的輸入和輸出狹縫。g為探測器(矽光電池或熱電堆)l為聚焦透鏡,它把白熾燈的光束聚焦成象在狹縫上。
矽光電池中,光電流與負載電阻之間有什麼關係?
3樓:
當電路兩copy端電壓不變的情況下,光電流與負載電阻成反比,即電路中負載電阻越大,光電流越小。
矽光電池被設計用於把入射到它表面的光能轉化為電能,因此可用作光電探測器和光電池,被廣泛用於太空和野外可攜式儀器等的能源。
矽光電池結構很簡單,核心部分是乙個大面積的pn 結,把乙隻透明玻璃外殼的點接觸型二極體與一塊微安表接成閉合迴路,當二極體的管芯(pn結)受到光照時,會看到微安表的表針發生偏轉,顯示出迴路裡有電流,這個現象稱為光生伏特效應。
擴充套件資料
矽光電池的應用
光敏感測器的基礎是光電效應,即利用光子照射在器件上,使電路中產生電流或使電導特性發生變化的效應。目前半導體光敏感測器在數碼攝像、光通訊、太空飛行器、太陽能電池等領域得到了廣泛應用,在現代科技發展中起到了十分重要的作用。
能源--矽光電池串聯或併聯組成電池組與鎳鎘電池配合、可作為人造衛星、宇宙飛船、航標燈、無人氣象站等裝置的電源;也可做電子手錶、電子計算器、小型號汽車、遊艇等的電源。光電控制器件--用作光電開關等光電控制裝置的轉換器件。
4樓:
電流 電壓bai
電阻是電學中重要
du的概念,分析時
zhi,要用控制dao
變數法,控制其中乙個版量不變或相同
權,比較確定另外兩個量的關係.
當電路電路兩端電壓不變(相等) 電流與電阻成反比即 i1/i2=r2/r1 即電路電阻大 電流小
當電路電阻不變時 電流與電路兩端電壓成正比 i1/i2 =u1/u2 即 電壓大 通過的電流大
當電路電流相等時 電壓與電阻成正比 u1/u2=r1/r2對應應用
1、如圖一 當滑變器向右移動時,電流表示數如何變化?
2、對於圖一 當滑變器向右滑動時 燈泡兩端的電壓如何變化3、電阻r1=10歐、r2=20歐,串聯在同一電源下,則 r1、r2兩端電壓之比u1/u2
急!!!矽光電池短路電流的測量為什麼選用100千歐姆的取樣電阻測其兩端電壓
5樓:匿名使用者
有些矽光電池是copy作為訊號感測器用到,bai比如電影放du映機的膠片,上面的聲zhi道資訊就要靠矽光電池dao來採集。
比較早期的電池,特性偏重於高頻率或弱光訊號採集,因此輸出電流較小,採用100k電阻做負載,一般不是短路電流,而是負載特性測量。
測短路電流大多採用1kω或以下,要看電池的型別了。
6樓:大唐
矽光電池的乙個卓越
特性就是在工作規格範圍內,輸出電流與入射光成正比。而回輸出電流在短路時是最答大的,接入負載或者電阻以後,電流就隨電阻的增大而減小。
取樣電阻的大小要根據你的矽光電池的空載電壓和電路電流以及你需要的精度來決定。
計算公式就是u=△ir, r為0時電流i隨光照的變化量最大,r越大,電流隨光照的變化量就越小。
7樓:李沛元
你是sjtuer麼?我遇到的問題和你是一樣的。。。我深切懷疑當時我是不是看錯了電阻值,據說取樣電阻值應該是100歐。。。你找到答案了麼?找到答案通知我一聲,不勝感激~
8樓:滑動
沒有必須使用100k電阻來測量的,具體根據電池的容量確定怎麼測量。一般都是通過內阻估算來判斷短路電流。
詳情參考中國電子diy之家有關資料
矽光電池的電動勢與入射光強之間的特性曲線稱為開路電壓曲線,光電流強度與光照強度之間的特性曲線稱為短
9樓:色色98韝
(1)由圖(a)可知讀出入射光強足夠大時,開路電壓恆定,大小為600v,即電動勢為600mv,此時的短路電流為6a,則r=e i
=10 ω.
(2)矽光電池的等效內阻等於開路電壓除以短路電流,當入射光強為10mw/cm2 時,e=400mv,此時短路電流為5ma,則內阻為80ω,當入射光強為20mw/cm2 時,e=550mv,此時短路電流為10ma,則內阻為55ω,入射光強為40mw/cm2 時,e=575mv,此時短路電流為20ma,則內阻為28.75ω,...則入射光強從10mw/cm2 開始逐漸增大的過程中,矽光電池的等效內阻將減小,故選b;
(3)變阻器的功率p等於右邊的圖的u和i的乘積,由圖象可知:當電壓從0開始增加時,電流剛開始減小的比較慢,到某個值後,隨著電壓的增大,突然很快的減小到零,則功率p先增大的比較慢,然後突然快速減小到零,所以c答案正確.
故選c故答案為:600;10;(1)b;(2)c.