用于测试太阳能电池性能的实验教学系统技术方案

本实用新型专利技术提供的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，包括：光源、光源支架、导轨、太阳能电池、太阳能电池支架、照度计、电压表、电流表及可变负载，光源支架及太阳能电池支架设置于导轨两端并可沿导轨运动，该太阳能电池连接该可变负载，该电流表用于测量该太阳能电池的输出电流，该电压表用于测量该太阳能电池的负载电压；该照度计的测量探头与该太阳能电池置于同一平面以测量入射到该太阳能电池表面的光照强度，通过导轨、光源、太阳能电池以及照度计配合，能够测得不同光照强度下太阳能电池的伏安特性，能在较大范围内研究光照强度对电池特性的影响，进而分析填充因子、最佳负载电阻的变化规律，利于学生对太阳能电池工作特性的理解。

Experimental teaching system for testing solar cell performance

The experimental teaching system for testing the performance of solar cell provided by the utility model includes: light source, light source bracket, guide rail, solar cell bracket, illuminometer, voltmeter, ammeter and variable load. The light source bracket and solar cell bracket are arranged at both ends of the guide rail and can move along the guide rail. The solar cell is connected with the variable load and the current The meter is used to measure the output current of the solar cell, and the voltmeter is used to measure the load voltage of the solar cell; the measuring probe of the illuminometer is placed in the same plane with the solar cell to measure the light intensity incident on the surface of the solar cell, and the solar cell under different light intensity can be measured through the cooperation of the guide rail, light source, solar cell and illuminometer The V-A characteristics can be used to study the influence of light intensity on the characteristics of solar cells in a wide range, and then analyze the change rule of filling factor and optimal load resistance, which is conducive to students' understanding of the working characteristics of solar cells.

【技术实现步骤摘要】
用于测试太阳能电池性能的实验教学系统
本技术涉及实验教学
，尤其涉及一种用于测试太阳能电池性能的实验教学系统。
技术介绍
太阳能电池是一种将太阳光或其它光能直接转换成电能的器件，具有使用安全、环保、便捷等特点，其应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，应用十分广泛，市场前景好。太阳能电池的性能参数主要包括：1、开路电压(UOC)开路电压：即将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100mW/cm2的光源强度照射下，在两端开路时，太阳能电池的输出电压值。2、短路电流(ISC)短路电流：就是将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100mW/cm2的光源强度照射下，在输出端短路时，流过太阳能电池两端的电流值。3、最大输出功率太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的，将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大，即可获得最大输出功率，用符号Pm表示。此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工作电流，分别用符号Um和Im表示。4、填充因子(FF，fillfactor)填充因子：是最大输出功率与开路电压和短路电流乘积之比(或者说是太阳能电池光伏特性曲线内所含最大功率与开路电压与短路电流乘积的比值)，是表征太阳能电池质量的重要指标，代表太阳能电池在带最佳负载时能输出的最大功率的特性，其值越大表示太阳能电池的输出功率(或光电转换效率)越大。填充因子一般用百分比表示，其值始终小于1。串、并联电阻对填充因子有较大影响。串联电阻越大，短路电流下降越多，填充因子也随之减少的越多；并联电阻越小，其分电流就越大，导致开路电压就下降的越多，填充因子随之也下降的越多。5、转换效率太阳能电池的转换效率指在外部回路上连接最佳负载电阻时的最大能量转换效率，等于太阳能电池的输出功率与入射到太阳能电池表面的能量之比。太阳能电池的光电转换效率是衡量电池质量和技术水平的重要参数，它与电池的结构、结特性、材料性质、工作温度、放射性粒子辐射损伤和环境变化等有关。影响太阳能电池特性的因素有光照强度、温度、材料等。为了更加深入地理解太阳能电池的工作特性，需要研究不同光照强度下填充因子的变化规律，以确定电池最佳工作光强，进而充分利用光能；另外，还需要研究最佳负载变化规律，以在光照强度改变时定量调节负载电阻使电池保持最大输出功率。但是，现有的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统一般只能简单的测量太阳能电池的伏安特性，不能在较大范围内研究光照强度对电池特性的影响，不利于研发人员或学生深入理解太阳能电池的工作特性。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，通过导轨、光源、太阳能电池以及照度计的配合，能够测得不同光照强度下太阳能电池的伏安特性，能在较大范围内研究光照强度对电池特性的影响，进而分析填充因子、最佳负载电阻的变化规律，利于研发人员或学生深入理解太阳能电池的工作特性。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，包括：光源、光源支架、导轨、太阳能电池、太阳能电池支架、照度计、电压表、电流表以及可变负载。该光源支架以及该太阳能电池支架设置于该导轨两端并可沿该导轨运动。该太阳能电池连接该可变负载，该电流表用于测量该太阳能电池的输出电流，该电压表用于测量该太阳能电池的负载电压；该照度计的测量探头与该太阳能电池置于同一平面以测量入射到该太阳能电池表面的光照强度。进一步地，该光源采用碘钨灯。进一步地，该导轨上设有刻度。进一步地，该光源为亮度可调光源。进一步地，该光源支架采用可升降支架。进一步地，该太阳能电池支架采用可升降支架。进一步地，用于测试太阳能电池性能的实验教学系统还包括：第一俯仰调节装置，该光源通过该第一俯仰调节装置设置在该光源支架的顶端。进一步地，用于测试太阳能电池性能的实验教学系统还包括：第二俯仰调节装置，该太阳能电池通过该第二俯仰调节装置设置在该太阳能支架的顶端。进一步地，用于测试太阳能电池性能的实验教学系统还包括：遮光罩，该遮光罩设置在该光源的出光方向上。进一步地，用于测试太阳能电池性能的实验教学系统还包括：驱动装置，该驱动装置设置在该光源支架和/或该太阳能支架底部，用于驱动该光源支架和/或该太阳能支架沿该导轨运动。本技术提供的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，包括：光源、光源支架、导轨、太阳能电池、太阳能电池支架、照度计、电压表、电流表以及可变负载，该光源支架以及该太阳能电池支架设置于该导轨两端并可沿该导轨运动，该太阳能电池连接该可变负载，该电流表用于测量该太阳能电池的输出电流，该电压表用于测量该太阳能电池的负载电压；该照度计的测量探头与该太阳能电池置于同一平面以测量入射到该太阳能电池表面的光照强度。其中，通过导轨、光源、太阳能电池以及照度计的配合，能够测得不同光照强度下太阳能电池的伏安特性，能在较大范围内研究光照强度对电池特性的影响，进而分析填充因子、最佳负载电阻的变化规律，利于研发人员或学生深入理解太阳能电池的工作特性。为让本技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本技术实施例一种用于测试太阳能电池性能的实验教学系统的结构图。图2为本技术实施例中俯仰调节装置的示例图。图3为采用本技术提供的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统得到的测量结果分析图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，本技术实施例中提到的最佳负载是指：当太阳能电池接入回路中，可变负载可以从0到无穷大变化，电池两端的开路电压和短路电流随之改变，当负载使太阳能电池输出功率为最大时，即为最佳负载。现有的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统一般只能简单的测量太阳能电池的伏安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，其特征在于，包括：光源、光源支架、导轨、太阳能电池、太阳能电池支架、照度计、电压表、电流表以及可变负载，/n所述光源支架以及所述太阳能电池支架设置于所述导轨两端并可沿所述导轨运动，/n所述太阳能电池连接所述可变负载，所述电流表用于测量所述太阳能电池的输出电流，所述电压表用于测量所述太阳能电池的负载电压；/n所述照度计的测量探头与所述太阳能电池置于同一平面以测量入射到所述太阳能电池表面的光照强度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，其特征在于，包括：光源、光源支架、导轨、太阳能电池、太阳能电池支架、照度计、电压表、电流表以及可变负载，
所述光源支架以及所述太阳能电池支架设置于所述导轨两端并可沿所述导轨运动，
所述太阳能电池连接所述可变负载，所述电流表用于测量所述太阳能电池的输出电流，所述电压表用于测量所述太阳能电池的负载电压；
所述照度计的测量探头与所述太阳能电池置于同一平面以测量入射到所述太阳能电池表面的光照强度。


2.根据权利要求1所述的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，其特征在于，所述光源采用碘钨灯。


3.根据权利要求1所述的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，其特征在于，所述导轨上设有刻度。


4.根据权利要求1所述的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，其特征在于，所述光源为亮度可调光源。


5.根据权利要求1所述的用于测试太阳能电池性能的实验教学系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵卉，汪泉宇，杨振清，贺艳敏，于佳鑫，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11