TK-PV1型光伏效应实验指导书
实验4—18 光伏效应实验
随着全球对能源的需求日益增长,人类已面临着两大难题:一是地球上储量有限的燃料资源而引发的能源危机;二是以煤等化石燃料的大量燃烧所排放的CO和SO 气体，导致的环22境污染和温室效应，使人类的生存环境不断恶化。加速发展清洁而可再生的太阳能，降低温室气体排放量，已成为全球的共识。许多国家都把光伏发电作为优先发展项目，美国、希腊等国均已建成多座兆瓦级阳光电站，并启动了“屋顶光伏”计划，即以家庭为单位进行安装阳光发电。我国将在2020年前建成五座兆瓦级阳光电站。专家们早在十多年前就预言:光伏是21世纪高新技术发展的前沿之一，预测在本世纪中叶，光伏发电将成为重要的发电技术之一，作为阳光电站的基石——太阳能电池，目前占主流的还是硅系列(单晶、多晶和非晶)太阳能电池。此外,多元化合物太阳能电池，如:砷化镓(耐高温)、铟硒(成本低、性能稳定，与非晶硅薄膜结合组成叠层太阳电池，以提高太阳能利用率)以及钾氟化合物太阳电池(高效)等，近年来发展也较迅速，预示着光伏发电的前景可谓春色满园。
本实验以单晶硅光电池为例，通过实验让学生了解太阳能光伏电池的机理，学习和掌握测量短路电流的方法和技巧，以及光电转换的基本参数测量。
【实验目的】
1(初步了解光电池机理。
2(测量光电池开路电动势、短路电流、内阻和光强之间关系。
3(在恒定光照下测量光电流，输出功率与负载之间关系。
【实验原理】
在P型半导体上扩散薄层施主杂质而形成的p-n结(如图4-18-1)，由于光照，在A 、B电极之间出现一定的电动势。在有外电路时，只要光照不停止，就会源源
不断地输出电流，这种现象称为光伏效应。利用它制成的元器件称之为光电池。光伏效应最重大的应用是可以将阳光直接转换成电能，是当今世界众多国家致力研究和开拓应用的课题。
从光伏效应的机理可知(见附录)，光电池输出的电
流是光生电流和在光生 IILP
电压作用下产生的p-n结正向电流之差，即VIPF
。根据p-n结的电流和电压关系 I,I,ILPF
qVPkTIIe,,(1) FS图4-18-1 光伏效应结构示
意图(光电池模型) 式中是光生电压，为反向饱和电流，所以输出电IVSP 大学物理实验流
qVPkTIIIe,,,(1) (4-18-1) LPS
此即光电流表达式。通常，上式括号内的1可忽略。 II PS
对于光电池有外加偏压时，(4-18-1)式应改为
qV`kTIIIIIe,，,，,(1) (4-18-2) LLLS
qVkTIe(1), 上式中，就是p-n结在外加偏S
压V作用下的电流。图4-18-2中的(a)、(b)两条曲线分别表示无光照和有光
照时光电池的I-V特性，由此可知，光电池的伏安特性曲线相当于把p-n结的伏安特性曲线向下平移，它在横轴与纵轴的截距分别给出了其开路电动势和短路电VOC 流。 ISC
V实验表明:在=0情况下，当光电池外接负
图 4-18-2光电池的伏安特性载电阻时，其输出电压和电流均随变化而RRLL
变化。只有当取某一定值时输出功率才能达到最大值，即所谓最佳匹配阻值，PRR,RmLLLB
VOCR,而则取决于光电池的内阻。由于和均随光照强度的增强而增大，所不VIRiOCSCLBISC
同的是V与光强的对数成正比，与光强(在弱光下)成正比，如图4-18-3所示，所以IROCSCi
亦随光强度变化而变化。V 、和都是光电池的重要参数。最大输出功率与V和IPROCOCSCmi
乘积之比，可用下式表示: ISC
PmFF, (4-18-3) VIOCSC上式中FF是表征光电池性能优劣的指标，称为填充因子。
实验4—18 光伏效应实验
如图4-18-4所示，光电池的等效电路，在一定负载电阻范围内可以近似地视为由一RL
个电流源与内阻并联，再和一个很小的电极电阻串联的组合。 IRRPSiS
图4-18-3 开路电动势、短路电
图4-18-4 光电池等效电路流与光强关系曲线
【实验仪器】
TK-PV1型光伏效应实验仪。
【实验内容与步骤】
1(光强的调节和表示
本实验所用光源为LED(发光二极管)，根据LED的输出功率与驱动电流呈线性关系，利用改变LED的静态工作电流确定光强的相对值。本仪器设定LED的静态工作电流调节范ID
围为0mA,20mA ，对应显示器上的数值为0,2000 。(也可用“归一”法表示光强，即设Jm
JJ为最大光强，为任意的光强，则 /为无量纲的相对光强)。 Jm
的大小通过粗调和细调旋钮来调节。细调旋钮只在输出较大时起作用，如显示IIIDDD为1900时，最后一位“0”可能会跳动，这时可通过调节细调旋钮使其稳定。
2( 标尺的设定
为了调节光源与光电池的间距和试样表面光照的均匀度，设置了水平及垂直方向的移动标尺。选择三色发光管中任意一种颜色光进行调试，接通LED驱动电源，调节指示为1000ID左右，功能切换开关置于档。将水平标尺调到10mm左右;再调节垂直标尺，使开路电VOC
压达到最大值，并保持该状态直至该颜色光源的所有实验完毕为止。由于三色LED的VOC
发光中心不在同一点，所以对不同颜色光源，都应按照上述方法重新调节垂直标尺。
3(测量开路电动势与光强的关系 VIOCD
大学物理实验
测量线路如图4-10-5所示。将功能切换开关置于档，然后将面板上(毫伏表)正、VVOCOC负输入端与PV装置的光电池正、负输出端对应连接。按实验所需光源颜色，接通LED驱动
电源。并调节标尺找到实验最佳工作状态。
调节= 0(即将粗调和细调旋钮旋至最小)，此时由于PV装置不完全密封(如导线的ID
入口处)，有光线漏进装置中,使得显示不为0，实验时应将此数值记录下来，并在数据的VOC
后继处理时将其减去。
调节，测量不同光强下光电池的开路电动势。自拟表格记录数据，并绘
制,VVIOCOCD
曲线。 ID
线路图图4-18-5 测量开路电压VOC
4(测量短路电流与光强的关系 IISCD
测量线路如图4-10-6所示。将功能切换开关置于档;调节DC~01V电源输出，IUSCS使微安表读数为10.00,A ~18.00,A(建议取10.00,A)。 I0 在某一光强下，改变可调电阻R ，使流过检流计的电流为零。此时AB两点之间IIDG和AC两点之间的电压应相等,即= 。因而,即短路电流 VIRIr,VAB00AC Ir00 (4-18-4) II,,SCR
上式中，为微安计内阻(10K,)。 r0
实验4—18 光伏效应实验
图 4-18-6 测量短路电流线路图 ISC
调节，测量不同光强下，光电池的短路电流，将数据记入表4-18-2，并绘制IRR ISCiDD
曲线。
5(按下式计算出光电池的内阻，自拟表格记录数据，并绘制曲线。RRR iiD VOCR, (4-18-5) iISC
6(测量输出功率P与负载电阻的关系 RL
选择三色LED中任意一种光源进行实验。
图4-18-8 光电流与负载电阻图4-18-7 负载特性测量线路图
两端电压关系曲线
*R测量线路如图4-18-7所示。其中，为实验仪上标示的取样电阻(10 KΩ)，R为IL**R电阻箱，负载电阻。本实验中将仪器面板上的两端与正、负端并联，同R,R，RILL时功能切换开关置于档。 IL
光电池在恒定光照下(取约为1000)，改变的大小，测量流过不同负载电阻的电RIRDL
大学物理实验
流并计算输出电压。自拟表格记录数据，并绘制~曲线。 VIR,VIILLLLLL 计算不同负载电阻下输出功率，即，并绘出~曲线，确定最大输出功率PPRP,VILL
PmFF,时的负载电阻及填充因子。 PRmLBVIOCSC
注:如若再选用另外颜色光进行实验，表格自拟。
【思考与创新】
1( 开路电压、短路电流如何随光强而变化,为什么开路电压(硅)的最IVVSCOCOC大值不超过0.6V,你能设想如何实现高电压大电流的阳光发电方案吗, 2( 测量时，若不为零，如何根据的正、负号，确定增减R阻值,(如为IIIISCGGG负是加大R还是减小R。)
3( 为什么图4-18-2中曲线b相对于曲线a是向下而不是向上平移,并分析当光电池作为光控制器件使用时，应如何选择偏压方向,
4( 试就本实验测定的方法与用图4-18-2伏安特性曲线确定的方法，进行讨论。 IISCSC
【附录】
I. 光伏效应机理
图4-18-9 、图4-18-10分别表示在无光照(即热平衡时)和有光照时p-n结空间电荷层模型和相应的能带示意图。
如正文图4-18-1所示，在n型扩散层足够薄的条件下，光线可以透过n 层进入空间电荷区，只要光子的能量大于材料的禁带宽度，就能够将满带的电子激发到导带，产生光生电子—空穴对(如图4-18-10所示)，在p-n结内电场(从n区指向p区)作用下电子进入n区，空穴进入p区。形成自n区向p区的光生电流。与此同时，光生电子—空穴对因中和掉部分空IP
间电荷使空间电荷区变窄，势垒降低，其作用就等效于在p-n结施加一正向电压，产生从p区流向n区的正向电流。光生电流和光生正向电流均通过p-n结，但方向相反。IIIFFP
在开路情况下势垒必然降低到使和相等，从而使通过p-n结的光电流为零。p-n结两端IIFP
建立起稳定的电势差(p区相对于n区为正)，这就是光生电动势，其值等于势垒下降高度。VP
当 p-n结接上外电路时，通过负载的电流即为正文所述。 I,I,ILPF
实验4—18 光伏效应实验
图4-18-9 无光照图4-18-10 有光照
图中 , 代表失去一个电子而带正电施主离子，代表空穴
代表得到一个电子而带负电受主离子，代表电子
注:对于光子在n型扩散层和p型半导体内激发光生电子—空穴对的情形(如图4-18-11所示)，同学可自行分析。但应该注意以下两点:
1.形成光生电流只来自非平衡少数载流子的贡献，即p区中的电子，n区中的空穴。 IP
2.能带弯曲部分对n区和p区的多子而言均为势垒，即起阻挡层作用。
图4-18-11光照
II. TK-PV1型光伏效应实验仪使用说明书
TK-PV1型光伏效应实验仪以单晶硅光电池为例，通过实验让学生了解太阳能光伏电池的机理，学习和掌握测量开路电压及短路电流的方法和技巧，以及光电转换的基本参数测量。
大学物理实验
本实验内容丰富，构思新颖，方法独特，性能稳定，而且适用面广(光电池涉及固体物理学、光学、电子学、化学、材料学等)，是目前高校值得推荐的教学产品。
1. 实验仪简介
本实验效果图如图4-18-12所示，该实验仪分五个部分:
图4-18-12 实验仪
1) PV装置
PV装置是一个内设光源和待测试样的暗箱。试样装在右侧箱壁，设有红、黑两个接线孔。红色对应于光生电压正极。光源装在一圆管的前端，并固定在左右、上下可调的标尺上，以调节光源与试样的距离和试样表面光照度。箱顶部设有观察窗，便于检查光源工作正常与否。逆时针水平旋动观察窗手柄为开启。注意:操作时只许轻轻水平拨动手柄，严禁朝下按压手柄。
LED的电源输入端设有多个驱动插孔，其中黑色为电源公共端，其他红、绿、蓝接口分别对应 R、G、B光。
实验4—18 光伏效应实验
图4-18-13 PV装置
暗箱内三色LED发光管和光电池示意图如图3所示:
图4-18-14 暗箱内光源与光电池示意图
2) LED驱动电流源
提供LED驱动电流，由调节和显示两部分组成，位于实验箱的左边。的调IIIDDD节通过粗调和细调旋钮来实现。细调旋钮只在输出较高时起作用(如显示为1900IIDD时，最后一位“0”可能会跳动，这时可通过调节细调旋使其稳定)。输出的红、黑两插ID孔分别与PV装置的光源驱动输入端对应连接。仪器设定LED的工作电流调节范围为-20mA ，对应显示器上的数值为0-2000 。 0
3) 功能切换开关
功能切换开关位于实验箱右边，分别有、、三档。(微安表)只在测IVIISCOC0L 量时开启，当测量和时(微安表)将被自动关闭。 IVIISCOC0L
4) DC 0~1V稳压源
0~1V可调电压源位于实验箱的最右边，在测量时作为外加电源。当测量结IISCSC束时关闭该电源的输出。
5) 电阻箱
电阻箱位于实验箱的中部，其量程为999.999K, 。在测量时该电阻箱作为平衡ISC
大学物理实验电阻R使用，在测量光电池输出性能实验时作为可调的外接负载使用。 RL
2. 性能指标
1) 0-20mA可调恒流源
输出电流:0,20mA, 连续可调，调节精度可达0.01mA;
,3电流稳定度:优于10(交流输入电压变化?10,);
,3负载稳定度:优于10(负载由额定值变为零);
1电流指示:位LED显示，精度不低于0.5,。 32
2) 、和显示器 IIVLGOC
1用位LED显示，精度不低于0.5,; 32
为负载电流测量范围:0,19.99μA; IL
为流过检流计电流测短路电流时用; IG
为开路电动势测量范围:0,1999mV。 VOC
3) 0-1V直流可调稳压源
输出电压:0,1V，连续可调，调节精度可达1mV;
,3电压稳定度:优于10(交流输入电压变化?10,);
,3负载稳定度:优于10(交流输入电压变化?10,)。 4) 数字微安计测用 I0 调节范围:0,100.0μA,精度可达0.1μA;
1电流指示:位LED显示，精度不低于0.5,。 32
5) 电阻箱
调节范围:0,999.999KΩ 。
实验4—18 光伏效应实验
3. 使用说明
1) 标尺调节方法
选择三色发光管中任意一种颜色进行调试，接通LED驱动电源，调节指示为1000ID左右。功能切换开关置档，将水平标尺调到10mm左右;再调垂直标尺，使开路电压VVOCOC达到最大值。并保持该状态直至该颜色光源的所有实验完毕为止。由于三色LED的发光中心不在同一点，所以对不同颜色光源，都应按照上述方法重新调试垂直标尺。
2) 输出粗调、细调旋钮 ID
的调节通过粗调和细调旋钮来实现。细调旋钮只在输出较高时起作用(如显示IIIDDD为1900时，最后一位“0”可能会跳动，这时可通过调节细调旋钮使其稳定)。
3) 数字微安计() I0
功能切换置档，数字微安计()处于工作状态;当功能切换在和档时，微
IIVISC0OCL安计不工作，显示器熄灭。
4) 本实验提供的连接线为直插式带弹簧片导线，在接线或拆线时应持“手枪头”进行操作，特别在拆线时，严禁直接拉扯导线，否则导线易遭损坏。
光伏组件PID 效应 随着光伏行业的不断发展光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、 沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。 组件的PID 效应作为影响 电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。 随着光伏行业的不断发展，光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、 沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。 组件的PID 效应作为影响 电站发电量的重要因素之一， 受到了业界的广泛关注。 那么PID 效应的成因和危害是什么？ 究竟什么方案是抑制 PID 效应最可靠的方法呢？ 1、PID 效应的危害有哪些？ PID 效应（Potential Induced Degradation ）又称电势诱导衰减，是电池组件的圭寸装 材料和其上表面及下表面的材料， 电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现 离子迁 移，而造成组件性能衰减的现象。 下表为组件PID 效应测试前后的参数及 I-V 曲线对比0# （标签值），通过对比明显可 Sample States Vbc Isc Vmp Imp Prnux Pnwci Degradiiijon (V) {AJ (V)
光伏组件P I D效应 Prepared on 24 November 2020
光伏组件PID效应 随着光伏行业的不断发展光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。 随着光伏行业的不断发展，光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。那么PID效应的成因和危害是什么究竟什么方案是抑制PID效应最可靠的方法呢 1、PID效应的危害有哪些 PID效应（Potential Induced Degradation）又称电势诱导衰减，是组件的封装材料和其上表面及下表面的材料，片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移，而造成组件性能衰减的现象。 下表为组件PID效应测试前后的参数及I-V曲线对比0#（标签值），通过对比明显可以看出PID效应对组件的输出功率影响巨大，是光伏电站发电量的“恐怖杀手”。 功率对照表 I-V曲线（PID效应测试前）I—V曲线(PID效应测试后) 2、为什么会发生PID效应 通过组件厂商和研究机构的数据表明，PID效应与组件构成、封装材料、所处环境温度、湿度和电压有着紧密的联系。 1）太阳能电池组件的构成 太阳能电池组件由玻璃+EVA+电池片+EVA+TPT+边框构成，各个部分的组成详见下图。太阳能电池组件的构成 2）PID效应发生的过程 目前对组件发生PID效应的真正原因说法不一，比较典型的解释如下： （1）潮湿、高温的环境容易产生水蒸气，水蒸气通过封边硅胶或背板进入组件内部； （2）EVA（乙烯—醋酸乙烯共聚物）的酯键在遇到水后发生反应，生成可自由移动的醋酸； EVA水解反应方程式 （3）醋酸和玻璃中的纯碱（Na2CO3）反应将Na+析出，在电池内部电场作用下移动至电池表面，造成玻璃体降低；
热斑效应的分析 在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。 孤岛效应： 太阳能发电系统与市电系统并联供电时，当市电发生故障系统未能及 时检知并切离市电系统，而产生独立供电现象。一旦发生孤岛运转现象时，会造成人员受伤与设备之损坏，故系统设计须具备该效应侦测保护功能。 改善的方法就是采用“反孤岛检测”。 太阳电池组件热斑效应介绍及检测方法： 太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中 难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形 成了阴影，在大型太阳电池组件方针中行间距不适合也能互相形成阴影。 由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了 变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池 组件上产生了局部温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使 组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。 在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会 使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。据国外权威统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。 热斑现象是不可避免的，尽管太阳电池组件安装时都要考虑阴影的影响，并加配保护装置以减少热斑的影响。为表明太阳电池能够在规定的条 件下长期使用，需通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，确定 其承受热斑加热效应的能力。 确定太阳电池组件承受热斑加热能力的检测试验叫“热斑耐久试验”。热斑耐久试验过程需严格遵循国际标准IEC 61215-2005，试验内容大致如下： 1. 装置 (1)辐照源1，稳态太阳模拟器或自然光，辐照度不低于700W/㎡，不 均匀度不超过±2%，瞬时不稳定度在±5%以内。 (2)辐照源2，C类(或更好)的稳态太阳模拟器或自然光，其辐照度为1000W/㎡±10%。 (3)太阳电池组件I-V曲线测试仪。 (4)一组对试验太阳电池组件遮光增量为5%的不透明盖板。
《光电技术》课程实验说明 课程实验计划进行四次 第一次：实验一 第二次：实验二 第三次：实验三、四 第四次：实验五、六 其中第一次、第二次实验需要同学自己进行实际测量；第三次、第四次实验属于演示实验。
实验一光电探测原理实验 一、实验目的 1、了解光照度基本知识、光照度测量基本原理，学会光照度的测量方法。 2、了解光电二极管和光电池的工作原理和使用方法 3、掌握光电二极管和光电池的光照特性及其测试方法 4、理解光电二极管和光电池的的伏安特性并掌握其测试方法 二、实验仪器 1、光电探测原理实验箱 2、光照度计 3、光电二极管和光电池 4、光源 三、实验原理 1、光照度基本知识 （1）光照度是光度计量的主要参数之一，而光度计量是光学计量最基本的部分。光度量是限于人眼能够见到的一部分辐射量，是通过人眼的视觉效果去衡量的，人眼的视觉效果对各种波长是不同的，通常用V（λ）表示，定义为人眼视觉函数或光谱光视效率。因此，光照度不是一个纯粹的物理量，而是一个与人眼视觉有关的生理、心理物理量。 光照度是单位面积上接收的光通量，因而可以导出：由一个发光强度I的点光源，在相距L处的平面上产生的光照度与这个光源的发光强度成正比，与距离的平方成反比，即： 2 E I /L 式中：E——光照度，单位为Lx； I——光源发光强度，单位为cd； L——距离，单位为m。 （2）光照度计的结构 光照度计是用来测量照度的仪器，它的结构原理如图1.1。 图1光照度计结构图 图中D为光探测器，图1.2为典型的硅光探测器的相对光谱响应曲线；C为余弦校正器，在光照度测量中，被测面上的光不可能都来自垂直方向，因此照度计必须进行余弦修正，使光探测器不同角度上的光度响应满足余弦关系。余弦校正器使用的是一种漫透射材料，当入射光不论以什么角度射在漫透射材料上时，光探测器接收到的始终是漫射光。余弦校正器的透光性要好；F为V（λ）校正器，在光照度测量中，除了希望光探测器有较高的灵敏度、
TK-PV1型光伏效应实验指导书 实验4—18 光伏效应实验 随着全球对能源的需求日益增长,人类已面临着两大难题:一是地球上储量有限的燃料资源而引发的能源危机;二是以煤等化石燃料的大量燃烧所排放的CO和SO 气体，导致的环22境污染和温室效应，使人类的生存环境不断恶化。加速发展清洁而可再生的太阳能，降低温室气体排放量，已成为全球的共识。许多国家都把光伏发电作为优先发展项目，美国、希腊等国均已建成多座兆瓦级阳光电站，并启动了“屋顶光伏”计划，即以家庭为单位进行安装阳光发电。我国将在2020年前建成五座兆瓦级阳光电站。专家们早在十多年前就预言:光伏是21世纪高新技术发展的前沿之一，预测在本世纪中叶，光伏发电将成为重要的发电技术之一，作为阳光电站的基石——太阳能电池，目前占主流的还是硅系列(单晶、多晶和非晶)太阳能电池。此外,多元化合物太阳能电池，如:砷化镓(耐高温)、铟硒(成本低、性能稳定，与非晶硅薄膜结合组成叠层太阳电池，以提高太阳能利用率)以及钾氟化合物太阳电池(高效)等，近年来发展也较迅速，预示着光伏发电的前景可谓春色满园。 本实验以单晶硅光电池为例，通过实验让学生了解太阳能光伏电池的机理，学习和掌握测量短路电流的方法和技巧，以及光电转换的基本参数测量。 【实验目的】 1(初步了解光电池机理。 2(测量光电池开路电动势、短路电流、内阻和光强之间关系。 3(在恒定光照下测量光电流，输出功率与负载之间关系。 【实验原理】 在P型半导体上扩散薄层施主杂质而形成的p-n结(如图4-18-1)，由于光照，在A 、B电极之间出现一定的电动势。在有外电路时，只要光照不停止，就会源源
光伏并网发电仿真平台 光伏并网发电仿真平台是南京研旭面向各大高校以及实验室机构的科研人员所研发的一种实验仿真平台，能够良好模拟光伏发电的具体情境，对于实验论证和理论探究有着非常现实的意义。 平台简介： 并网光伏发电系统如图 1所示，光伏发电系统直接与电网连接，其中逆变器起很重要的作用，要求具有与电网连接的功能。目前常用的并网光伏发电系统具有两种结构形式，其不同之处在于是否带有蓄电池作为储能环节。带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为可调度式并网光伏发电系统，由于此系统中逆变器配有主开关和重要负载开关，使得系统具有不间断电源的作用，这对于一些重要负荷甚至某家庭用户来说具有重要意义；此外，该系统还可以充当功率调节器的作用，稳定电网电压、抵消有害的高次谐波分量从而提高电能质量。不带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为不可调度式并网光伏发电系统，在此系统中，并网逆变器将太阳能电池板产生的直流电能转化为和电网电压同频、同相的交流电能，当主电网断电时，系统自动停止向电网供电。 当有日照照射、光伏系统所产生的交流电能超过负载所需时，多余的部分将送往电网；夜间当负载所需电能超过光伏系统产生的交流电能时，电网自动向负载补充电能。
一、光伏并网发电实验仿真平台组成 光伏发电实验仿真平台主要由以下设备组成： ●光伏阵列PV模拟源或者太阳能组件电池板： ●直流电源或光伏板发出的电接入光伏并网逆变器； ●光伏并网逆变器将直流电逆变为符合并网要求的三相交流电，馈入主 网； ●监控前台，主要由工控机、显示器、上位机应用软件组成，实现对PV 模拟源、逆变器等设备的数据监控以及记录保存； 2.1 光伏PV模拟源 PV模拟源是一种可模拟光伏板IV曲线的可编程直流电源，可代理太阳能组件，实现模拟光伏电源的IV输出，方便在室内条件下灵活做相关的实验。具备以下特点： 1)可模拟太阳能电池板输出特性 2)可模拟不同光照和温度下的I-V曲线
pv工作原理 PV光伏（Photovoltaic）是指利用光伏效应将太阳能直接转化为电能的一种技术。其工作原理主要包括太阳光的吸收、光生电荷的分离和电荷的收集与输出。 PV光伏的工作原理是基于太阳光的吸收。太阳光中的光子在光伏材料中被吸收，激发光伏材料原子的电子从价带跃迁至导带，形成电子-空穴对。 光生电荷的分离是PV光伏工作的关键过程。在光伏材料内部，电子和空穴被强烈的电场分离，由于光伏材料的p-n结构，电子会被推向n型区域，而空穴则会被推向p型区域。这样就形成了电子在n 型区域和空穴在p型区域的电荷分离态势。 接下来，PV光伏会对分离出来的电子和空穴进行电荷的收集与输出。在光伏材料的两侧设置了金属电极，当光生电荷分离后，电子被n 型区域的电极收集，而空穴则被p型区域的电极收集。通过电极与外部电路的连接，光伏电池将产生电流输出。 PV光伏工作原理的核心是光伏材料的光电转换效应。光伏材料通常采用硅（Si）或化合物半导体材料。其中，硅是最常用的光伏材料，因为其丰富、稳定且易获取。硅材料通过掺杂和制备不同结构，形成p-n结构或其他结构，实现光生电荷的分离和电荷的收集。 除了光伏材料的选择外，光伏系统的组成也对其工作效率产生重要
影响。光伏系统通常包括光伏电池、支架、逆变器等组件。光伏电池负责将太阳能转化为电能，支架则用于支撑和安装光伏电池板，逆变器则将直流电转化为交流电，以供给电网或直接使用。 光照强度、太阳光谱等环境因素也会对PV光伏的工作产生影响。较高的光照强度和适宜的太阳光谱能够提高光伏电池的输出功率。因此，在选择光伏系统的安装位置时，应考虑光照条件和阴影遮挡等因素，以最大程度地利用太阳能资源。 PV光伏通过光伏效应将太阳能转化为电能。其工作原理包括太阳光的吸收、光生电荷的分离和电荷的收集与输出。光伏材料的选择、光伏系统的组成以及环境因素都会对PV光伏的工作效率产生影响。光伏技术的广泛应用将有助于推动清洁能源的发展，减少对传统能源的依赖，为可持续发展做出贡献。
pv光伏板工作原理 PV光伏板工作原理 引言： 随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显，太阳能光伏发电作为一种清洁可再生能源逐渐受到人们的关注和重视。而光伏板作为太阳能光伏发电的核心部件，其工作原理成为了人们研究和探索的重点之一。 一、光伏效应 光伏效应是太阳能光伏发电的基础。当光照照射到光伏板上时，光子会被光伏板上的半导体材料吸收，导致材料中的电子被激发。这种激发使得电子从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。这时，在光伏板两端形成了电势差，即产生了电压。 二、PN结 光伏板中常使用PN结作为光电转换元件。PN结是由P型半导体和N 型半导体组成的。在P型半导体中，掺杂了少量的三价元素，如硼；而在N型半导体中，掺杂了少量的五价元素，如磷。由于掺杂元素的不同，P型半导体的电子含量较少，产生了大量的空穴；而N型半导体的空穴含量较少，产生了大量的自由电子。 三、内建电场 PN结中的P区和N区之间形成了一个内建电场。在光伏板正常工作
时，P区是阳极，N区是阴极。当光照照射到PN结上时，光子被吸收并激发了P区的电子，使其跃迁到N区。这时，内建电场会将电子从N区排斥到P区，形成了一个电势差。 四、电流输出 当内建电场形成后，P区和N区之间的电势差将产生一个电场力。当外部连接一个电路负载时，电子将在电场力的作用下从N区流向P区，形成了电流。这样，光伏板就将光能转化为了电能。而电流的大小则取决于光照的强弱和PN结的特性。 五、光伏板效率 光伏板的效率是指光能转化为电能的比例。影响光伏板效率的因素很多，如光伏材料的吸收能力、光子与电子的相互作用效率、PN结质量等。目前，光伏板的效率已经不断提高，高效率的光伏板能够更好地转化光能，提高太阳能光伏发电的效益。 结论： PV光伏板工作原理是基于光伏效应和PN结的工作原理，通过光子的吸收和电子的激发，形成电子空穴对并产生电势差，从而实现光能向电能的转化。光伏板的工作原理的理解和研究将有助于进一步提高光伏板的效率和应用。未来，随着科技的不断发展，光伏板将在更多领域得到应用，并为可持续能源的发展做出更大贡献。
太阳能光伏组件热斑效应的检测与控制 措施研究 摘要：随着社会的不断发展，人类与生态环境之间的矛盾也越来越突出，已 经严重威胁到人类的生存和发展。在这种情况下，我国制定了生态环保政策，积 极使用清洁能源，减少对生态环境的破坏。太阳能以高效的利用率以及清洁、可 再生等因素，成为应用最为广泛的一种清洁能源。目前而言，我国的太阳能技术 也取得了显著的发展，但是，太阳能光伏组件在长期的运行过程中，会出现一些 影响光伏组件性能的质量问题，比如“热斑效应”，不仅影响光伏组件的工作效率，同时也对光伏组件的使用寿命造成了严重的影响。基于此，需要相关的技术 人员深入分析“热斑效应”的形成原因以及控制措施，保证太阳能光伏组件的高 效运行。 关键词：太阳能；光伏组件；热斑效应；控制措施 引言： 能源是推动社会发展的重要动力，传统的能源是以石油、煤炭以及天然气为 代表，新型能源则是以核能、风能、太阳能以及地热能为代表，共同组建了当今 社会的能源体系。但是，随着我国节能环保政策的不断深入，逐步压缩了对传统 能源开采，积极发展新型清洁能源，以此来降低生态环境破坏带来的影响。在这 种情况下，太阳能成为了人们关注的重点，因为太阳能取之不尽、用之不竭，而且，太阳能的转化效率也比较高，是最为理想的一种新能源。在太阳能系统当中，光伏组件就是其中的核心，光伏组件在长期的运行过程汇总，会出现一些影响光 伏组件性能的质量问题，其中以“热斑效应”为代表，不仅影响光伏组件的使用 效率，还严重地威胁到了光伏组件的使用寿命。基于此，我们需要对光伏组件的 数据进行详细的分析，分析一下出现“热斑效应”的根本原因，以及带来的影响，并且还需要进行深入的分析，制定科学合理的控制措施，以此来保证光伏组件的 工作效率和工作质量，提高光伏组件的使用寿命。
太阳电池表面反射率测量实验原理 1.太阳电池的结构 以晶体硅太阳电池为例，晶体硅太阳电池以硅半导体材料制成大面积pn结进行工作.一般采用n+/p同质结的结构，即在约10cm?0cm面积的p型硅片（厚度约500um）上用扩散法制作出一层很薄（厚度~0.3um）的经过重掺杂的n型层.然后在n型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极.在整个背面也制作金属膜，作为背面欧姆接触电极.这样就形成了晶体硅太阳电池.为了减少光的反射损失，一般在整个表面上再覆盖一层减反射膜. 2.光伏效应 当光照射在距太阳电池表面很近的pn结时，只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度Eg，则在p区、n区和结区光子被吸收会产生电子-空穴对.那些在结附近n区中产生的少数载流子由于存在浓度梯度而要扩散.只要少数载流子离pn结的距离小于它的扩散长度，总有一定几率扩散到结界面处.在p区与n区交界面的两侧即结区，存在一空间电荷区，也称为耗尽区.在耗尽区中，正负电荷间形成一电场，电场方向由n区指向p区，这个电场称为内建电场.这些扩散到结界面处的少数载流子（空穴）在内建电场的作用下被拉向p区.同样，如果在结附近p区中产生的少数载流子（电子）扩散到结界面处，也会被内建电
场迅速被拉向n区.结区内产生的电子-空穴对在内建电场的作用下分别移向n区和p区. 如果外电路处于开路状态，那么这些光生电子和空穴积累在pn结附近，使p区获得附加正电荷，n区获得附加负电荷，这样在pn结上产生一个光生电动势.这一现象称为光伏效应（Photovoltaic Effect，缩写为pv）。 3.太阳电池的表征参数 太阳电池的工作原理是基于光伏效应.当光照射太阳电池时，将产生一个由n区到p区的光生电流lph.同时，由于pn结二极管的特性，存在正向二极管电流ID，此电流方向从p区到n区，与光生电流相反.因此，实际获得的电流l为（1）式中VD为结电压，10为二极管的反向饱和电流，lph为与入射光的强度成正比的光生电流，其比例系数是由太阳电池的结构和材料的特性决定的.n称为理想系数（n值），是表示pn结特性的参数，通常在1~2之间.q为电子电荷，kB为波尔茨曼常数，T为温度. （1）如果忽略太阳电池的串联电阻Rs，VD即为太阳电池的端电压V。 （2）当太阳电池的输出端短路时，V=0（VD~0），得到短路电流即太阳电池的短路电流等于光生电流，与入射光的强度成正比.当太阳电池的输出端开路时，l=0，可得到开路电压。
光伏效应 光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。 产生这种电位差的机理有好几种，主要的一种是由于阻挡层的存在。以下以P-N结为例说明。 热平衡态下的P-N结 P-N结的形成： 同质结可用一块半导体经掺杂形成P区和N区。由于杂质的激活能量ΔE很小，在室温下杂质差不多都电离成受主离子N A-和施主离子N D+。在PN区交界面处因存在载流子的浓度差，故彼此要向对方扩散。设想在结形成的一瞬间，在N区的电子为多子，在P区的电子为少子，使电子由N区流入P区，电子与空穴相遇又要发生复合，这样在原来是N区的结面附近电子变得很少，剩下未经中和的施主离子N D+形成正的空间电荷。同样，空穴由P区扩散到N区后，由不能运动的受主离子N A-形成负的空间电荷。在P区与N区界面两侧产生不能移动的离子区（也称耗尽区、空间电荷区、阻挡层），于是出现空间电偶层，形成内电场（称内建电场）此电场对两区多子的扩散有抵制作用，而对少子的漂移有帮助作用，直到扩散流等于漂移流时达到平衡，在界面两侧建立起稳定的内建电场。 热 平 衡 下 P -N结模型及能带图 P-N结能带与接触电势差： 在热平衡条件下，结区有统一的E F；在远离结区的部位，E C、E F、Eν之间的关系与结形成前状态相同。 从能带图看，N型、P型半导体单独存在时，E FN与E FP有一定差值。当N型与P型两者紧密接触时，电子要从费米能级高的一方向费米能级低的一方流动，空穴流动的方向相反。同时产生内建电场，内建电场方向为从N区指向P区。在内建电场作用下，E FN将连同整个N 区能带一起下移，E FP将连同整个P区能带一起上移，直至将费米能级拉平为E FN=E FP，载流子停止流动为止。在结区这时导带与价带则发生相应的弯曲，形成势垒。势垒高度等于N型、P型半导体单独存在时费米能级之差： qU D=E FN-E FP
光伏组件P I D效应 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
光伏组件PID效应 随着光伏行业的不断发展光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。 随着光伏行业的不断发展，光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。那么PID效应的成因和危害是什么究竟什么方案是抑制PID效应最可靠的方法呢 1、PID效应的危害有哪些 PID效应（Potential Induced Degradation）又称电势诱导衰减，是组件的封装材料和其上表面及下表面的材料，片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移，而造成组件性能衰减的现象。 下表为组件PID效应测试前后的参数及I-V曲线对比0#（标签值），通过对比明显可以看出PID效应对组件的输出功率影响巨大，是光伏电站发电量的“恐怖杀手”。 功率对照表 I-V曲线（PID效应测试前）I—V曲线(PID效应测试后) 2、为什么会发生PID效应 通过组件厂商和研究机构的数据表明，PID效应与组件构成、封装材料、所处环境温度、湿度和电压有着紧密的联系。 1）太阳能电池组件的构成 太阳能电池组件由玻璃+EVA+电池片+EVA+TPT+边框构成，各个部分的组成详见下图。
5.3.1独立光伏系统概述 独立光伏系统是不与常规电力系统相连而孤立运行的光伏发电系统。 独立太阳能光伏系统主要用于远离电网、不需并网和备用电源、夜间阴雨天不需 要电网供电而又必须电力的地方。常建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动 式便携电源。 独立光伏系统有光伏阵列、储能装置、电能变换装置、控制系统和配电设备组成。 从太阳电池的输入输出特性可知，当电流增加时电压会降低，因此，太阳电池特 性存在最大功率时的最佳动作点，通过功率调节器件的调节，改变电压使功率向 增加的方向变化，将光伏组件产生的最大直流电能及时的尽可能多的提供给负 载，使PV系统的系统能量利用效率尽可能高。 独立光伏系统是不与常规电力系统相连而孤立运行的发电系统，通常建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源。它由光伏阵列、储能装置、电能变换装置、控制系统和配电设备组成。光伏阵列接收太阳能并转换为电能，发出的电能经逆变器变换成用电负载所需要的合格电力，经配电设备向负载供电，并将发电与负载用电之剩余的电能供给充电器向蓄电池充电。控制系统则采用光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)、能量管理和逆变器输出控制。太阳能发电的特点是白天发电，而负荷往往是全天候用电，因此在光伏发电系统中储能元件是必不可少的。工程上使用的储能元件主要是蓄电池，科学研究中也有使用超级电容器、超导储能器件的，但限于成本过高尚未达到实用。从负载用电时间上划分的光伏发电系统有白天用电的光伏发电系统、夜间用电的光伏发电系统和昼夜用电的光伏发电系统。 白天用电的负载包括计算机、光伏空调器、光伏水泵等。理论上，供给此类负荷的光伏发电系统不需要储能器件，一定程度上降低了系统造价。在光照充足条件下，负载能正常工作。该系统工作特点是光伏阵列发电全部供给负载使用，发电和用电是平衡的。负载用电受环境因素影响较大，工程实际中由于太阳光照、云层、风沙等天气因素变化较大，加之光伏电池负载特性较软，系统为了稳定运行往往也接人一定容量的储能元件，同时此储能元件也可以在一定程度上提高光伏电池发电的利用率，以应付负载的冲击性波动或冲击性启动等造成的电压剧烈波动。 夜间用电的光伏发电系统主要包括照明灯、电视机等。储能元件是必不可少的，白天光伏阵列所发电量除去自身系统所用外全部储存在储能元件中，夜间光伏电池停止发电，由储能元件向负载和自身系统供电，负载供电相对平稳。虽然太阳能发电受气象环境因素影响较大，但此种系统在考虑了阴天影响的基础上，只要发电容量和储能容量设计合理，从宏观上用电与发电可以达到平衡，由此受气象环境的影响较小。光伏发电系统的合理设计要根据负载用电情况、负载特性和当地年平均日照量而进行。 5.3.2独立光伏系统的种类及构成
实验报告 太阳能电池伏安特性的测量 【实验目的】 1.了解太阳能电池的工作原理及其应用 2.测量太阳能电池的伏安特性曲线 【实验原理】 1．太阳电池的结构 以晶体硅太阳电池为例，其结构示意图如图1 所示．晶体硅太阳电池以硅半导体材料制成大面积pn 结进行工作．一般采用n+/p 同质结的结构，即在约10 cm×10 cm 面积的p 型硅片（厚度约500 μm）上用扩散法制作出一层很薄（厚度~0.3 μm）的经过重掺杂的n 型层．然后在n 型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极．在整个背面也制作金属膜，作为背面欧姆接触电极．这样就形成了晶体硅太阳电池．为了减少光的反射损失，一般在整个表面上再覆盖一层减反射膜． 图一太阳电池结构示意图 2．光伏效应 图二太阳电池发电原理示意图 当光照射在距太阳电池表面很近的pn 结时，只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度E g ，则在p 区、n 区和结区光子被吸收会产生电子–空穴对．那些在结附近n 区中产生的少数载流子由于存在浓度梯度而要扩散．只要少数载流子离pn 结的距离小于它的扩散长度，总有一定几率扩散到结界面处．在p 区与n 区交界面的两侧即结区，存在一空间电荷区，也称为耗尽区．在耗尽区中，正负电荷间形成一电场，电场方向由n区指向p 区，这个电场称为内建电场．这些扩散到结界面处的少数载流子（空穴）在内建电场的作用下被拉向p 区．同样，如果在结附近p 区中产生的少数载流子（电子）扩散到结界面处，也会被内建电场迅速被拉向n 区．结区内产生的电子–空穴对在内建电场的作用下分别移向n 区和p 区．如果外电路处于开路状态，那么这些光生电子和空穴积累在pn 结附近，使p 区获得附加正电荷，n 区获得附加负电荷，这样在pn 结上产生一个光生电动势．这一现象称为光伏效应（Photovoltaic Effect, 缩写为PV）．
光伏探测器光电特性实验讲义 光伏探测器光电特性实验 光电二极管与光电池是根据光伏效应制成的pn 结光电器件，短路电流与入射光强成正比是其一个突出优点，在精确测量光强时常用作光探测器。光敏电阻是基于光电导效应原理工作的半导体光电器件，灵敏度高，体积小，重量轻，常用于自动化技术中的光控电路。 【实验目的】 1. 观测光电二极管的光电特性； 2. 观测光电池的光电特性。 【仪器仪器】 光电二极管，光电池，直流电源，小灯泡（6V ，0.15A ），数字万用电表两块（其中一块表有直流电流200A μ量程），电阻箱，实验暗箱等。如图1所示。 图1 光伏探测器光电特性实验仪实验装置 技术指标 1．直流电源 0-4V 连续可调，显示分辨率0.01V ； 2．电阻箱 0-99999.9Ω可调，分辨率0.1Ω；3．数字万用表电流测量分辨率0.01A μ（20A μ档）； 4．光敏电阻暗电阻大于4M Ω；
5．小灯泡 额定电压6.3V ，额定电流0.1A 。 6. 传感器移动范围约17cm 【实验原理】 1. 光伏效应 当光照射在pn 结上时，由光子所产生的电子与空穴将分别向n 区和p 区集结，使pn 结两端产生 电动势。这一现象称为光伏效应，如图2所示。利用半导体pn 结光伏效应可制成光伏探测器，常用的光伏探测器有光电池、光电二极管、光电三极管等。 光电池是根据光伏效应制成的pn 结光电器件。不需要加偏压就可以把光能转化为电能。光电池的用途，一是用作 探测器；二是作为太阳能电池，将太阳能转化为电能。光电池的结构示意图及应用电路如图3所示。
光电池的光照特性主要有伏安特性、入射光强-电流（电压）特性和入射光功率-负载特性。 2. 光照下的pn 结特性光照下pn 结的伏安特性曲线如图4所示。无光照时，pn 结的伏安特性曲线和普通二极管的一样。有光照时，pn 结吸收光能，产生反向光电流，光照越强，光电流越大。 光伏器件用作探测器时，需要加反偏压或是不加偏压。不加偏压时，光伏器件工作在图4的第四象限，称为光伏 图2 pn 结光伏效应原理图 （b ） （a ） 图3 光电池的结构示意图（a ）及基本应用电路（b ） 图4 光伏探测器的伏安特性曲线 工作模式。加反偏压时，光伏器件工作在图4的第三象限：无光照时电阻很大，电流很小，有光照时，电阻变小，电流变大，而且电
一、实验过程记录 1.画出实验接线图 图1 实验接线图 图2 光伏电池板图3 实验接线实物图2.实验过程记录与分析 （1）给出实验的详细步骤 ○1实验前根据指导书要求完成预习报告
○2按预习报告设计的实习步骤，利用MATLAB建立光伏数学模型，如下图4所示。 图4 光伏电池模型 其中PV Array模块里子模块如下图5所示。 图5 PV Array模型 其中Iph，Uoc，Io，Vt子模块如下图6-9所示。
图6Iph子模块 图7Uoc子模块 图8 Io子模块 图9Vt子模块
○3在光伏电池建模的基础上，输入实际光伏电池参数值，研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线，并得出结论。○4设计光伏电池测试平台，在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值，对实测数据进行处理并加以分析，记录实际光伏电池的I-V、P-V特性曲线，与仿真结果进行对比，得出有意义的结论。 ○5确定电力变换电路拓扑结构，设计电路中的相关参数值，通过MATLAB搭建电路并仿真分析，搭建电路如图10所示。 图10离网型光伏发电系统 ○6确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型，并仿真分析。系统联调，调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值，仿真并分析最大功率跟踪控制效果。
（2）记录实验数据 表1当T=290K时 S=1305W/时的测试数据 I(A)0 U(V)262524160 P(W)00表2当T=287K时 S=1305W/时的测试数据 I(A)01 U(V)10 P(W)00表3当T=287K时 S=1278W/时的测试数据 I(A)0
太阳能发电测试系统 实 验 指 导 书 咸阳职业技术学院 2014年06月
目录 一、太阳能发电系统简介 二、太阳能发电系统实验装置设计方案 三、实验一：太阳能光伏板的发电原理实验 四、实验二：环境对光伏转化影响实验 五、实验三光伏系统中太阳能电池直接负载实验 六、实验四太阳能光伏板能量转换实验 七、实验五：太阳能控制器工作原理实验 八、实验六光伏控制器充放电保护实验 力、实验七控制器的各项保护功能实验 十、实验八：离网逆变器工作原理实验 十一、实验九：独立光伏发电系统
一、太阳能发电系统简介 太阳能组件吸收阳光，然后转换为电能，通过控制系统储存于蓄电池中，当你需要的时候再通过控制（逆变）系统转换为你需要的电能！太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为： （一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。 （二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项； （三）蓄电池：一般为铅酸电池或胶体电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。 （四）逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC 的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。 太阳能发电系统的设计需要考虑的因素： 1、太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？ 2、系统的负载功率多大？ 3、系统的输出电压是多少，直流还是交流？ 4、系统每天需要工作多少小时？ 5、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？ 6、负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？ 7、系统需求的数量。