第24卷 由E=N=ho/λ求得单晶硅材料的禁带宽度为 20(041.85) 13eV(公认值为1.128eV).笔者又用相同的 方法对由多晶硅(编号02)作为材料的太阳能电 池进行了测量,求得此多晶硅截止波长l2′≈ 1200nm,代入光子能量公式得多晶硅材料的禁 0.2 3,60,0) 带宽度为1.03eV.可见,单晶硅的禁带宽度要大 于多晶硅的禁带宽度.由固体物理学的知识 般而言多晶硅由于缺陷较多,其禁带宽度要小于 单晶硅,实验数据很好地验证了这一点 图4}U图 J,测量不同相对光照强度JJ下的lsc和Uoc 得到1xc和JJ呈线性关系,如图5所示:Uoc和15A=06 ln(J/Jo)近似呈线性关系,如图6所示 05F/L=0.33 0.6 1 A/nm 0.1 图7单晶硅材料Ic-图 J 5结束语 太阳能电池特性的测量与其开发和利用有着 密切的关系.本实验从物理角度测量太阳能电池 的特性,有利于学生掌握基本的电磁学和光学知 识及实验方法,以及这些基本方法在科学研究中 的应用.在进行传统的基本参量测量的基础上 采用新的仪器和方法拓展了实验内容,定量分析 太阳能电池特性参量的变化规律.因此这是一个 应用性比较强的设计性综合实验 2-1.5-1.00.5 参考文 1]唐丽华.太阳能制氢与燃料电池的可再生发电系统 [].物理实验,2003,23(8):9~12 [2]杨述武,朱世国,马葭生,等.普通物理实验(四、综 合设计部分)[M]北京:高等教育出版社,2000 在不同光强下,由单晶硅/编号01)作为材料[3]方俊鑫,陆栋.固体物理学(下册)M]上海:上海 的太阳能电池的光电流和截止波长的关系如图7 科学技术出版社,1981 所示.由lc=0时,可得截止波长b1≈1100nm (下转第11页) 2 01995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId Al rights reserved.图 4 I2U 图 J ,测量不同相对光照强度 J/ J 0 下的 ISC和 UOC , 得到 ISC和 J/ J 0 呈线性关系 ,如图 5 所示; UOC和 ln ( J/ J 0 ) 近似呈线性关系 ,如图 6 所示. 图 5 ISC2 J J0 图 图 6 UOC2ln J J0 图 在不同光强下 ,由单晶硅 (编号 01) 作为材料 的太阳能电池的光电流和截止波长的关系如图 7 所示. 由 ISC = 0 时,可得截止波长λ01′≈1 100 nm, 由 E = hν= hc/λ求得单晶硅材料的禁带宽度为 1. 13 eV (公认值为 1. 128 eV) . 笔者又用相同的 方法对由多晶硅 (编号 02) 作为材料的太阳能电 池进行了测量 , 求得此多晶硅截止波长 λ02′≈ 1 200 nm ,代入光子能量公式得多晶硅材料的禁 带宽度为 1. 03 eV. 可见 ,单晶硅的禁带宽度要大 于多晶硅的禁带宽度. 由固体物理学的知识 ,一 般而言多晶硅由于缺陷较多 ,其禁带宽度要小于 单晶硅 ,实验数据很好地验证了这一点. 图 7 单晶硅材料 ISC2λ图 5 结束语 太阳能电池特性的测量与其开发和利用有着 密切的关系. 本实验从物理角度测量太阳能电池 的特性 ,有利于学生掌握基本的电磁学和光学知 识及实验方法 ,以及这些基本方法在科学研究中 的应用. 在进行传统的基本参量测量的基础上 , 采用新的仪器和方法 ,拓展了实验内容 ,定量分析 太阳能电池特性参量的变化规律. 因此这是一个 应用性比较强的设计性综合实验. 参考文献 : [1 ] 唐丽华. 太阳能制氢与燃料电池的可再生发电系统 [J ]. 物理实验 ,2003 ,23 (8) :9～12. [2 ] 杨述武 ,朱世国 ,马葭生 ,等. 普通物理实验 (四、综 合设计部分) [ M ]. 北京 :高等教育出版社 ,2000. [3 ] 方俊鑫 ,陆栋. 固体物理学 (下册) [ M ]. 上海 :上海 科学技术出版社 ,1981. (下转第 11 页) 8 物理实验 第 24 卷 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved