作业帮大学物理实验里太阳能电池伏安特性测量中,为什么无光照时Isc和Voc不为零?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/12 20:19:17
大学物理实验里太阳能电池伏安特性测量中,为什么无光照时Isc和Voc不为零?
抽象的说这是光伏器件的“暗I-V”特征,具体如下（关于你的问题在第3点和第4点）：
光伏电池的核心是p-n结（需要了解半导体物理）部分,也就是在p型材料和n型材料界面存在载流子扩散运动,该扩散是由于载流子的浓度梯度所导致.这种扩散运动使得该p-n结在界面一侧积累电子,另一侧积累空穴,亦即产生了由空穴指向电子方向的电场,在半导体物理中叫做“built-in potential （内建势）”；
当光照时,在电池的“主体”部分产生“光生载流子”亦即“电子-空穴”,该载流子在上述的内建势作用下被 “扫” 到对应的两个电极,该过程就是电子-空穴的有效收集过程,亦即产生了我们太阳电池所谓的电流,也就是太阳电池工作的基本原理啦；
无光照时,由于p型材料和n型材料本身具备不同浓度的电子或者空穴,因此在上述1中所述的载流子扩散运动也会发生!一旦发生了载流子的运动,也就是有电子定向移动了,自然会有电流产生,这也是你在实验测量中为什么Isc不为零的原因.在光伏器件中,把这个电流成为暗电流或者漏电,对光伏器件的性能来说有负面影响；
有关Voc的解释更加容易理解了!因为Voc是一种开路状态下的电压,亦即没有形成闭合回路.由于上述1中称述了一种“内建势”,正是由于这种内建势的存在使得光伏电池在开路状态下也具备产生电流的这种 ”趋势“ 和 ”能力”,因为在电池内部,也就是p-n结处,一侧是正电荷的积累,另一侧是负电荷的积累,自然会有电势存在了,即便无光照也不为零.
罗嗦了很多,希望能够帮助你,好好学吧
光伏电池的核心是p-n结（需要了解半导体物理）部分,也就是在p型材料和n型材料界面存在载流子扩散运动,该扩散是由于载流子的浓度梯度所导致.这种扩散运动使得该p-n结在界面一侧积累电子,另一侧积累空穴,亦即产生了由空穴指向电子方向的电场,在半导体物理中叫做“built-in potential （内建势）”；
当光照时,在电池的“主体”部分产生“光生载流子”亦即“电子-空穴”,该载流子在上述的内建势作用下被 “扫” 到对应的两个电极,该过程就是电子-空穴的有效收集过程,亦即产生了我们太阳电池所谓的电流,也就是太阳电池工作的基本原理啦；
无光照时,由于p型材料和n型材料本身具备不同浓度的电子或者空穴,因此在上述1中所述的载流子扩散运动也会发生!一旦发生了载流子的运动,也就是有电子定向移动了,自然会有电流产生,这也是你在实验测量中为什么Isc不为零的原因.在光伏器件中,把这个电流成为暗电流或者漏电,对光伏器件的性能来说有负面影响；
有关Voc的解释更加容易理解了!因为Voc是一种开路状态下的电压,亦即没有形成闭合回路.由于上述1中称述了一种“内建势”,正是由于这种内建势的存在使得光伏电池在开路状态下也具备产生电流的这种 ”趋势“ 和 ”能力”,因为在电池内部,也就是p-n结处,一侧是正电荷的积累,另一侧是负电荷的积累,自然会有电势存在了,即便无光照也不为零.
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