۱- خلاصه

انرژی خورشیدی یک نوع جدید انرژی است و استفاده کامل از انرژی خورشیدی می تواند مشکل افزایش نیازهای انرژی انسان را حل کند. در حال حاضر، استفاده از انرژی خورشیدی عمدتاً بر روی تولید انرژی حرارتی و خورشیدی متمرکز است. در حال حاضر دو روش برای تولید انرژی خورشیدی وجود دارد، یکی استفاده از انرژی حرارتی برای تولید انرژی بخار و دوم سلول های خورشیدی. استفاده از انرژی خورشیدی و مطالعه ویژگی های سلول های خورشیدی موضوع محبوب قرن 21 است و بسیاری از کشورهای توسعه یافته در حال سرمایه گذاری بسیاری از نیروی انسانی و مادی برای تحقیق در مورد گیرنده های خورشیدی هستند. این آزمایش ویژگی های الکتریکی و نوری سلول های خورشیدی را نشان می دهد و هر دو ویژگی را اندازه گیری می کند.

2- شاخص های فنی
این آزمایشگر از منبع نور حرفه ای استفاده می کند تا نور خورشید را در آزمایشگاه شبیه سازی کند و چهار پانل خورشیدی بر روی ریل کشویی نصب شده است. اندازه گیری قدرت نور از طریق رادیومتر خورشیدی می تواند ولتانت و کارایی تبدیل سلول های خورشیدی را اندازه گیری کند.
شاخص های فنی خاص:
منبع نور شبیه سازی خورشیدی: AC 220V / 150W
سلول های خورشیدی: پلی کریستال سیلیکون 60mm × 60mm × 0.3W × 4 قطعه؛
ولتاژ هر مدار باز: 3.78V، جریان کوتاه مدار 80mA؛
منبع تغذیه DC: 0 تا 2.5V قابل تنظیم به طور مداوم؛
سنسور اشعه خورشیدی: قدرت آزمایش: محدوده طیفی 0 تا 2000 وات / متر مربع: دقت 320 نانومتر تا 1100 نانومتر کمتر از 5٪ می تواند در منبع نور آنالوگ اندازه گیری شود و مقدار اشعه خورشیدی را در فضای باز اندازه گیری کند تا دانش آموزان بتوانند کارایی اشعه خورشیدی را بهتر تسلط کنند.
ولتاژمتر دیجیتال DC: 0 تا 20V، نمایش نیمه سه رقمی، دقت ± 0.5٪؛
متر جریان دیجیتال DC: 0 تا 200mA، دقت: ± 0.5٪؛
مقاومت بار: 0 تا 9999Ω
9. استاندارد منبع نور تمام مواد فولاد ضد زنگ است، میزبان ساختار آلومینیوم و جعبه طلایی است، به راحتی قابل حمل است.

3- پروژه های آزمایشی
1- آزمایش ولتانت سلول های خورشیدی بدون نور؛
تست ارتباط ولتاژ مدار باز سلول های خورشیدی، جریان کوتاه و قدرت نور؛
ویژگی های بارگذاری سلول های خورشیدی و آزمایش کارایی تبدیل؛
4- سلول های خورشیدی، آزمایش های موازی؛
آزمایش روش اندازه گیری اشعه خورشیدی در فضای باز

۴- اصول آزمایشی
ساختار اصلی سلول های خورشیدی اتصال PN است. رابطه جریان و ولتاژ یک گره PN ایده آل با فرمول زیر (1) داده می شود

در فرمول، I0 جریان اشباع معکوس در حالی که نور وجود ندارد، U ولتاژ گره است، e بار الکترونی است، k ثابت بولزمان است و T نشان دهنده دمای ترمودینامیکی است. هنگامی که نور بر روی گره PN سطح سلول های خورشیدی تابش می دهد، تا زمانی که انرژی فوتون های ورودی بیش از پهنای باند ممنوع مواد نیمه هادی است، فوتون ها توسط سلول های خورشیدی جذب می شوند و جفت الکترون-سوراخ ایجاد می شوند. جریان خالص خروجی سلول های خورشیدی I تفاوت بین جریان نوری IPh و جریان دیود ID است، جریان خالص I با فرمول زیر داده می شود

هنگامی که انتهای خروجی سلول خورشیدی کوتاه می شود، یعنی U = 0، جریان کوتاه می تواند از طریق (2) ISC = IPh بدست آید. هنگامی که انتهای خروجی سلول خورشیدی باز می شود، یعنی I = 0، می تواند ولتاژ باز UOC را فشار دهد. در حالی که به طور طبیعی کار می کند، IPh چندین مقدار بالاتر از I0 است، بنابراین 1 در قفسه های (2) می تواند نادیده گرفته شود.
هنگامی که سلول های خورشیدی به مقاومت بار متصل می شوند، ولتاژ خروجی و جریان سلول های خورشیدی با تغییر مقاومت بار تغییر می کند، زمانی که مقاومت بار R در یک مقدار خاص است، قدرت خروجی سلول های خورشیدی حداکثر است، یعنی حداکثر قدرت خروجی، در این زمان ولتاژ مربوطه برای Um، جریان Im، Pm = Im * Um است. عامل پر کردن به عنوان

این یک پارامتر مهم برای عملکرد سلول های خورشیدی است. هر چه مقدار در یک حالت خاص بزرگتر باشد، نشان می دهد که سلول های خورشیدی از نور در شرایط مقاومت بارگذاری بالاتر استفاده می کنند.