一、概要

太陽エネルギーは新型エネルギーであり、太陽エネルギーの十分な利用は人類の日増しに増加するエネルギー需要問題を解決することができる。現在、太陽エネルギーの利用は主に熱エネルギーと光発電の両面に集中している。太陽光発電を利用するには現在、熱エネルギーを利用して蒸気を発生させ発電機を駆動して発電する2つの方法があり、2つは太陽電池である。太陽エネルギーの利用と太陽電池の特性研究は21世紀のホットな課題であり、多くの先進国は太陽光受信機に対して大量の人的物力を投入して研究を行っている。本実験では、太陽電池の電気的性質と光学的性質を紹介し、2つの性質を測定した。

二、技術指標
本試験器は専門光源を用いて実験室で太陽光を模擬し、4枚の太陽電池パネルをスライドガイドに取り付けた。太陽放射計を用いて光電力を測定することにより、太陽電池の電圧特性と変換効率を測定することができる。
具体的な技術指標：
1.太陽シミュレーション光源：交流220 V/150 W、
2.太陽電池：多結晶シリコン60 mm×60 mm×0.3 W×4枚、
3.各開放電圧：3.78 V、短絡電流80 mA、
4.直流定圧電源：0～2.5 V連続調整可能、
5.太陽放射センサ：試験電力：0～2000 W/m 2スペクトル範囲：320 nm～1100 nm精度は5%未満で、シミュレーション光源の下で測定することができ、屋外太陽の下で太陽放射値を測定することができ、学生に太陽放射効率をよりよく把握させることができる。
6.直流デジタル電圧計：0～20 V、三桁半数顕示指示、精度±0.5%;
7.直流デジタル電流計：0～200 mA、精度：±0.5%；
8.負荷抵抗：0〜9999Ω、
9.光源ホルダはすべてステンレス材料であり、本体はアルミニウムと金箱式構造であり、持ち運びに便利である。

三、実験項目
1、光照射がない場合の太陽電池の電圧特性試験、
2、太陽電池の開放電圧、短絡電流と光強度の関係試験、
3、太陽電池の負荷特性と変換効率試験、
4、太陽電池のストリング、並列実験、
5.屋外の太陽放射線の測定方法実験。

四、実験原理
太陽電池の主な構造はPN接合である。理想的なPN接合の電流と電圧の関係は、次式（1）により与えられる

式中、I 0は無照射時の逆飽和電流であり、Uは接合上の電圧であり、eは電子電荷であり、kはボルツマン定数であり、Tは熱力学温度を表し、命令可能である。太陽電池表面のPN接合に光が照射されると、入射光子のエネルギーが半導体材料の禁制帯域幅よりも大きい限り、光子は太陽電池に吸収されて電子−正孔対を生成する。太陽電池出力の正味電流Iは光生電流IPhとダイオード電流Idの差であり、正味電流Iは次式により与えられる

太陽電池の出力端子が短絡している場合、すなわちU=0であり、（2）式から短絡電流ISC=IPhを得ることができる、太陽電池の出力端子が開路している場合、すなわちI=0であり、開路電圧UOCをプッシュすることができる。通常運転時、IPhはI 0より数桁高いため、（2）式括弧の1は無視できます。
太陽電池に負荷抵抗を接続すると、太陽電池の出力電圧と電流は負荷抵抗の変化に伴って変化し、負荷抵抗Rがある値にあるとき、太陽電池の出力電力は最大、すなわち最大出力電力であり、このとき対応する電圧はUm、電流はImであり、Pm=Im*Umがあるとする。充填係数の定義

太陽電池の性能の優劣を表す重要なパラメータである。ある状態で値が大きいほど、太陽電池が負荷抵抗すべき場合に光の利用率が高いことを示している。