[实用新型]多功能太阳能电池综合特性测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于教学实验装置技术领域，具体是涉及一种多功能太阳能电池综合特性测试装置。

背景技术

太阳能的利用不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题。教学实验中，需要学生们了解太阳能电池的基本结构和工作原理，掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，通过分析太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，理解实验数据与理论结果间不完全一致的原因。现有的太阳能电池特性测试装置功能较为单一，本专利主要是用来提供多功能太阳能电池综合特性测试装置，也可以用作企业研发设备。

发明内容

本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供了一种多功能太阳能电池综合特性测试装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种多功能太阳能电池综合特性测试装置，包括底板，所述底板设有光源部分、光路部分和温控部分，其中光源部分里面设有模仿太阳光的高压氙灯，光源部分与光路部分的连接处设有光入射窗口，光路部分中活动设有凸透镜、偏振镜和滤色镜，温控部分的光入射口处设有太阳能电池板，温控部分的腔体内设有加热机构，温控部分的腔体外壁设有保温层，温控部分的尾部设有电气连接头。

作为优选，所述凸透镜为准直透镜，用于产生平行入射光束。

作为优选，所述凸透镜经由凸透镜座磁性吸合在底板上，所述偏振镜经由偏振镜座磁性吸合在底板上，所述滤色镜经由滤色镜座磁性吸合在底板上，这样方便实验中选用各种透镜。

本实用新型中高压氙灯标称功率150W，出射光孔径为50mm，光强度通过调节氙灯电压来实现，氙灯作为光源也可以用作其它实验的研究；太阳能电池采用普通商用单晶Si太阳能电池，标称开路电压4.5V，受光面积43mm×43mm，也可以研究多晶、非晶、纳米等太阳能电池；光路部分由有效通光孔径Φ56mm的准直透镜组合偏振镜、滤色镜组成，通过波长分别为365nm、405nm、436nm、546nm、577nm的滤色镜方便用于产生近似的单色光来研究太阳能电池的光谱响应特性；温控部分的加入主要是用来研究温度对太阳能电池特性的影响，温度可在室温～80℃间选择，加热电流可调；本实用新型具有结构简单、设计合理等特点。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实用新型的底板15设有光源部分1、光路部分2和温控部分3，其中光源部分1里面设有模仿太阳光的高压氙灯4，光源部分1与光路部分2的连接处设有光入射窗口5；光路部分2中活动设有凸透镜6、偏振镜8和滤色镜10，凸透镜6为用于产生平行入射光束的准直透镜并经由凸透镜座7磁性吸合在底板15上，偏振镜8经由偏振镜座9磁性吸合在底板15上，滤色镜10经由滤色镜座11磁性吸合在底板15上，这样方便实验中选用各种透镜；温控部分3的光入射口处设有太阳能电池板12，温控部分3的腔体内设有加热机构16，温控部分3的腔体外壁设有保温层13，温控部分3的尾部设有电气连接头14。

实验1：太阳能电池暗特性测试

暗特性测试不需要开启光源，测试反偏电压V下通过太阳能电池的电流I，电压范围-30～0V；测试正向偏压下通过太阳能电池的电流I，电压范围0～30V，通过极性切换开关，可以得到极性相反的电压。汇总测试数据形成I-V特性曲线，根据实验时间安排测量不同温度下的特性曲线，根据理想pn结电流电压方程对正偏实验数据进行拟和。测试中需要根据数据点规律适当分配数据点密集程度。

实验2：太阳能电池光照特性测试

1、光照特性实验时，先进行光路部分的高度调节，接好氙灯电源的连接线，打开氙灯电源，可以看到有一束光射进箱内，先将凸透镜与光入射窗口的高度保持一致，再调节偏振镜和滤色镜的高度与光入射窗口的高度一致。

2、光路最佳位置的调节，将电阻箱开路，微调凸透镜的前后左右位置，使其输出数字万用表的电压值显示为最大，滤色片位置可以不变，加热部分有三个可用来调节水平的铜质螺钉，其作用可使加热箱能与光路箱紧贴。

3、光照实验内容

(1)不加载滤色镜、光强度最大条件下通过改变负载电阻来测试太阳能电池I-V特性曲线，汇总数据形成I-V特性曲线，然后根据特性曲线求解出开路电压V_oc、闭路电流I_sc；