光伏电池的输出功率P与投射到电池表面上的全部光功率Pin之比称为____。

A、填充因子

B、转换效率

C、光谱响应

D、串联电阻

A.最大功率点电压Um

B.最大功率点电流Im

C.最大功率Pm

D.开路电压UOC

A.乘积

B.比值

C.差

D.和

如图所示，设V_mp和I_mp分别为pn结太阳能电池最大输出功率时的电压和电流，I_L为电池的光生电流，I_S为pn结的反向饱和电流，A为电池的曝光面积，P_in/cm²为单位面积上的光功率，。试证太阳能电池的转换效率η为

  

  

光伏效应检测器件——光电池，光敏二、三极管特性测试

  实验目的

  通过对典型光伏器件——硅光电池、硅光电二极管和光电三极管的特性参数的测量，使同学们进一步理解硅光伏器件的原理、特性及其基本使用方法。

  实验内容

  (1)作出光电池的V_LS、I_LS及P随R_L变化的曲线，找出其最佳负载电阻。

  (2)画出典型光伏器件——硅光电池、硅光电二极管和光电三极管的输出特性曲线。

  (3)画出硅光电池、硅光电二极管和光电三极管的光照特性曲线。

  实验原理

  半导体光伏检测器件的核心是PN结的光电效应，PN结光电池与光电二极管是最简单的半导体光电检测器件。

  下图(a)所示是一个未加电压的PN结，它是一个由不可移动的带正、负电荷的离子组成的耗尽层，或称作势垒区。当以适当波长的光照射PN结时，P型和N型半导体材料将吸收光能。如果光子能量hf≥E_g时，则光子将被吸收，使价带中的电子受激跃迁到导带中，而在价带中留下空穴，如图(b)所示。这一过程称为光吸收。因光照射而在导带和价带中产生的电子和空穴称为光生载流子。

 

 

  产生在耗尽层的光生载流子在内建场的作用下作漂移运动：空穴向P区方向运动；电子向N区方向运动，它们在PN结的边缘被收集。另外，耗尽层外的光生少数载流子会发生扩散运动：P区中的光生电子向N区扩散；N区中的光生空穴向P区扩散。在扩散的同时，一部分光生少数载流子将被多数载流子复合掉。由于这些区域的电场很小，甚至可以称为无场区，光生少数载流子在这些区域扩散速率较慢，只有小部分能扩散到耗尽层，继而在内建场的作用下分别快速漂移到对方区域。这样，在P区就出现了过剩空穴的积累，N区出现了过剩电子的积累，于是在耗尽层的两侧就产生了一个极性如图(c)所示的光生电动势。这一现象称为光生伏特效应。产生于耗尽层的电子和空穴也要产生光生伏特效应。基于这一效应，如果将PN结的外电路构成回路，则外电路中会出现信号电流。这种由光照射激发的电流称为光电流。

  当光电池两端接某一负载R_L时，设流过R_L的电流为I_LS，其上的电压降为U_LS，则R_L上产生的电功率为

  P_L=U_LS·I_LS

  P_L与入射光功率之比称为光电池的转换效率η。下图表示输出电压U_LS、输出电流I_LS、输出功率P_LS随负载R_L变化关系的曲线。

 

  从图看出，U_LS随R_L加大而升高。当R_L为∞时，U_LS等于开路电压U_oc；R_L为低阻时，I_LS趋近于短路电流I_sc，当R_L=0时，I_LS=I_sc。随着R_L变化，输出功率P_L也变化，当R_L=R_M时，P_L为最大值P_M，即在负载电阻上获得最大功率输出，此时的负载电阻R_M称为最佳负载电阻。在把光电池作为换能器件时，应按此点考虑。但值得注意的是，即使对同一光电池，如照度不同，R_M也会不同。

  此外，从下图光电池的伏安特性曲线上，也可表示出输出功率的大小。R_L负载线就是过原点斜率为的直线，该直线与特性曲线交于P_L点，P_L点在I轴和U轴上投影为输出电流I_L和输出电压U_L，输出功率P_L等于矩形OI_LP_LU_L的面积。若过U_oc和I_sc作特性曲线的切线，它们相交于P_Q点，连结P_Q点和原点O的直线也就是最佳负载线，最佳负载电阻为R_M。该直线与特性曲线交于P_M，最大输出功率P_M等于矩形OI_MP_MU_M面积，此时流过负载R_M上的电流为I_M，R_M上的压降为U_M。

 

  因此，光电池的输出特性曲线，是指在一定光照下与它所连接的负载R_L两端的电压U_L和通过R_L的电流I_L的关系曲线。当光电池输出端开路时测得两端输出电压为开路电压U_oc；当输出端短路时通过的电流为短路电流I_sc。

  光电二极管的输出特性曲线是指对应于不同的照度下，U_L与I_L的变化关系曲线。

  光电三极管的输出特性曲线是指对应于不同的照度下，U_ce与I_c的变化关系曲线。

  在不同的入射光照度下，光电二极管和光电三极管的光电流。以及光电池的开路电压和短路电流均将随之变化。

  实验使用的仪器和器材

  (1)照度计  一台

  (2)钨丝灯光源  一座

  (3)直流稳压电源  一台

  (4)万用表或数字电压表一台

  (5)微安表  一个

  (6)标准光源箱

  (7)标准电阻箱

  (8)硅光电池(2CR型)、硅光电二极管(2CU型)、硅光电三极管(3DU型)各一个。

  (9)电阻100Ω、510Ω、3kΩ各一支。

  实验线路

  硅光器件的最基本的使用线路如下图所示。

 

  在不同的入射光照度下，光电二极管和光电三极管的光电流。以及光电池的开路电压和短路电流均将随之变化。

光伏组件串的最大功率工作电压变化范围应在( )的最大功率跟踪电压范围内。

A.光伏组件

B.电池板

C.逆变器

D.二极管

太阳能光伏发电系统的装机容量通常以太阳能电池组件的输出功率为单位，如果装机容量1GW，其相当于( )W。

A.103

B.106

C.109

填充因子是最大输出功率与电池的()两者乘积的比值。

A、开路电压

B、转换效率

C、短路电池

D、光谱响应

此题为判断题(对，错)。

太阳电池光电转换效率指的是照射到太阳电池表面上的阳光被转换成可用电流的光子数与入射光子总量的比例。()