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1、太阳能光伏电池亮特性与波长的关系摘要：太阳能是地球上可供开采的最大能源：“无害”，不污染环境；“持续”，可稳定供应100亿年。太阳能是非常活跃的研究和应用领域，前景广阔。太阳电池是目前太阳能利用中的关键环节，核心概念是pn结合光生伏特效应。理解太阳能电池的工作原理，基本特性表征参数和测试方法是必要和重要的。本文主要介绍了太阳能的基本概念和非晶硅太阳能电池的结构、主要优缺点。重点介绍了太阳能光伏电池实验的实验原理、内容、实验数据处理、实验中的注意事项、遇到的问题以及从实验数据中得出的结论。关键字：太阳能 非晶硅 非晶硅太阳能电池 亮特性 波长特性1.太阳能概述1.1太阳能基本概念太阳能这个词早就
2、脱离了学术交流了领域而为普通大众所知。太阳能一般指太阳光的辐射能量。我们知道在太阳内部无时无刻不在进行着氢转变为氦的热核反应，反应过程中伴随着巨大的能量释放到宇宙空间。太阳释放到宇宙空间的所有能量都属于太阳能的范畴。科学研究已经表明太阳热核反应可以持续百亿年左右，能量辐射功率3.81023kW。根据地球表面积、与太阳的距离等数据可以计算出辐照到地球的太阳能大致为全部太阳能辐射量的20亿分之一左右。考虑到地球大气层对太阳辐照的反射和吸收等因素，实际到达地球表面的太阳辐照功率为800000亿千瓦，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于燃烧500万吨煤释放的热量。1.2太阳能能源背景随着社会经济
3、的不断发展，能量与能源问题的重要性日益凸显。人类对能源的需求，随着社会经济发展而急剧膨胀，专家估计目前每年能源消耗总量为200亿吨标准煤，并且这其中的90%左右是依靠不可再生的化石能源来维持的。就目前这种情况，全球化石能源储备只能维持100年左右。太阳能以其清洁、长久、无害等有点自然而然成为人类可持续发展不得不考虑的能源方式。21世纪,新能源和清洁的可再生能源的开发将成为影响世界经济发展的技术领域,其中，太阳能能否在未来被充分的开发和利用已成为世界各国政府及科研机构必须面临的挑战，作为其中之一的太阳能发电技术，更是受到人们的普遍关注。未来，太阳能发电技术将被大规模的应用于各个行业和领域，这都是
4、因为太阳能发电具有许多其他能源无法具有的优点，其中就包括没有噪声，没有污染，不消耗燃料，不需要复杂的机械结构，不需要专门的看守人员，建造方便，维护方便，故障率低，规模可大可小，不需要远程传输，可方便地与各种器械设施或建筑相结合等。近年来，太阳能电池发电技术在国际上飞速发展，例如，美 国、欧洲及日本制定了庞大的光伏发电发展计划，世界光伏市场开始由边远的农村和特殊应用向家用发电和大规模使用的方向发展，光伏发电已经由补充能源向替代能源转变1。我国的能源资源储量也面临着各种各样的危机。现已估算，我国的能源总量仅相当于为八千多亿吨标准煤，其中已探明的可开发能源总储量仅相当于一千三百余亿吨标准煤，约占世界
5、能源总储量的百分之十左右，我国已探明的可开发能源总储量的结构为：原煤占58.8%，原油占3.4%，天然气占1.3%，水能占36.5%。这些能源储备仅能保证我国未来129年的使用，这其中，原煤仅够114.5年的使用，原油仅够20.1年的使用，天然气仅够49.3年的使用2。由上面的能源数据来看，我国的新能源开发问题已迫在眉睫，如何找到一种可源源不断，又没有污染的能源已成为必须考虑的问题。太阳能，作为满足条件的能源之一已备受人们的关注，以太阳能为动力的太阳能电池将是未来世界的主要能源之一3。2.非晶硅太阳能电池概述2.1非晶硅太阳能电池主要特点2.1.1非晶硅太阳能电池的结构非晶硅太阳能电池由透明氧
6、化物薄膜(TCO)层、非晶硅薄膜P-I-N层（I层为本征吸收层)、背电极金属薄膜层组成，基底可以是铝合金、不锈钢、特种塑料等，其结构示意图如图(1)和(2)所示。图(1) 非晶硅太阳能电池的结构图(2) 非晶硅太阳能电池示意图第一层为普通玻璃,是电池的基底。第二层为TCO，即透明氧化物导电膜，一方面光从它穿过被电池吸收，所以要求它的光透过率高；另一方面作为电池的一个电极，所以要求它能够导电。TCO 一般制备成绒面，主要起到减少反射光从而增加光的吸收率的作用。太阳能电池就是以这两层为衬底沉积形成的。太阳能电池的第一层为P层，即窗口层；其次是i 层，即太阳能电池的本征层，光生载流子主要在这一层产生
7、；然后是n层，起到连接i极和背电极的作用。最后是背电极和Al/Ag 电极。由于a-Si(非晶硅)多缺陷的特点，a-Si 的p-n 结是不稳定的，而且光照时光电导不明显，几乎没有有效的电荷收集。所以，a-Si 太阳能电池基本结构不是p-n结而是p-i-n 结。掺硼形成P 区，掺磷形成n 区，i 为非杂质或轻掺杂的本征层(因为非掺杂的a-Si 是弱n 型)。重掺杂的p、n 区在电池内部形成内建势，以收集电荷。同时两者可与导电电极形成欧姆接触，为外部提供电功率。i 区是光敏区，此区中光生电子、空穴是光伏电力的源泉。入射光尽可能多地进入i区，最大限度地被吸收，并有效地转换为电能，因此对i区要求是既保证
8、最大限度地吸收入射光，又要保证光生载流子最大限度地输运到外电路。非晶体硅结构的长程无序破坏了晶体硅电子跃迁的动量守恒选择定则，相当于使之从间接带隙材料变成了直接带隙材料。它对光子的吸收系数很高，通常0.5m 左右厚度的a-Si 就可以将敏感谱域的光吸收殆尽。所以，p-i-n 结构的a-Si 电池的厚度取0.5m 左右，而作为死光吸收区的p、n 层的厚度在10nm 量级。42.1.2非晶硅太阳能电池优点(1)材料和制造工艺成本低首先，非晶硅太阳能电池可以节省很多的硅材料。非晶硅具有较高的光吸收系数，特别是在0.3-0.75m的可见光波段，它的吸收系数比单晶硅要高出一个数量级，因而它比单晶硅对太阳
9、辐射的吸收效率要高40倍左右，用很薄的非晶硅膜就能吸收90%有用的太阳光能。一般情况下非晶硅电池的厚度小于0.5um ，而晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270um，相差200多倍，因此非晶硅太阳能电池要节省很多的硅材料。 其次，衬底成本较低。由于非晶硅没有晶体所要求的周期性原子排列，可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底之间晶格匹配问题。因而它几乎可以沉积在任何衬底上，包括廉价的玻璃、金属、陶瓷、塑料等,它们都可以用来作为非晶硅太阳能电池的衬底，从而降低生产成本。另外，生产非晶硅太阳能的原材料廉价，易得。生产非晶硅太阳能电池的原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷，这种气体，化学工业可大
10、量供应，且价格十分便宜。 最后，非晶硅制作工艺耗能少。制作工艺为低温工艺(100-3000C)，因此生产过程中消耗电量较少。综上，从原材料及生产工艺上来考虑，非晶硅的生产相对来说成本很低，并且这也成为非晶硅太阳能电池最大的优势。(2)易于大规模生产 由于非晶硅对衬底要求很低，因此衬底的生产很容易实现大面积化；另外，由于非晶硅材料是由气相淀积形成的，目前已被普遍采用的方法是等离子增强型化学气相淀积(PECVD)法，此种制作工艺可以连续在多个真空淀积室完成，因而适合制作特大面积无结构缺陷的a-Si 合金薄膜，从而实现大批量生产；生产过程中只需改变气相成分或者气体流量便可实现pn 结以及相应的叠层结
11、构，生产可全程自动化。5(3)能量返回期短由于制造非晶硅电池原材料及较低温生产能源消耗少，在每一阶段,制造非晶硅太阳能电池所需消耗的电能比生产单晶硅太阳能电池少,因此它的能量返回期较短。以转换效率为6%的非晶硅太阳电池，其生产用电约1.9度电/瓦，由它发电后返回的时间约为1.5-2年，能量返回期短。而其他多晶硅、单晶硅电池的发电返回时间一般6年以上。(4)品种多，用途广晶硅可以在任何形状的基底上制作，并且可以可以在柔性基底或者很薄的不锈钢和塑料基底上制备超轻量级的太阳能电池；非晶硅太阳电池可做成集成型，器件功率、输出电压、输出电流都可自由设计制造，可以较方便地制作出适合不同需求的多品种产品。可
12、以较方便地制作出适合不同需求的多品种产品。由于光吸收系数高，暗电导很低，适合制作室内用的微低功耗电源，如手表电池、计算器电池等；由于a-Si膜的硅网结构力学性能结实，适合在柔性的衬底上制作轻型的太阳能电池；灵活多样的制造方法，可以制造建筑集成的电池，适合用户屋顶电站的安装。 2.1.3非晶硅太阳能电池存在的问题非晶硅太阳能电池由于其成本低，重量轻等特性在今后的民用乃至工业应用上有着极大的发展前景，因此大力发展非晶硅太阳能电池是个可持续发展的选择，但有两个主要问题一直制约着非晶硅太阳能电池的发展：转换效率低和稳定性问题。(1)转换效率较低非晶硅的光学带隙为1.7eV左右，因此导致光电子能量低于1
13、.7 eV 的光子直接透过非晶硅层，不能被本征层所吸收，对光生电流基本上无贡献，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。(2)稳定性问题非晶硅太阳能电池的光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退效应，使得电池性能不稳定。光致衰退效应也称 S-W效应，a-Si:H 薄膜经较长时间的强光照射或电流通过,在其内部将产生缺陷而使薄膜的使用性能下降,称为 Steabler-Wronski效应。对S-W 效应的起因以及造成衰退的微观机制,目前没有形成统一的观点。总的看法如下：没有掺杂的非晶硅薄膜由于其结构缺陷,存在悬挂键、断键、空穴等,导致其电学性能差而很难做成有用的光电器件。所以,必
14、须对其进行氢掺杂以饱和它的部分悬挂键,降低其缺陷态密度,即形成所谓的 a-Si:H 薄膜。在这种a-Si:H 薄膜材料中,能够稳定存在的是 Si-H 键和与晶体硅类似的 Si-Si 键,这些键的键能较大,不容易被打断。然而由于a-Si:H 材料结构上的无序,使得一些 Si-Si 键的键长和键角发生变化而使 Si-Si键处于应变状态。高应变的Si-Si 键的化学势与 H 相当, 可以被外界能量打断,形成 Si-H 键或重新组成更强的 Si-Si 键。如果断裂的应变 Si-Si 键没有重构,则 a-Si:H 薄膜的悬挂键密度增加。而 S-W 效应就是由于光照导致在带隙中产生了新的悬挂键缺陷态(深能
15、级),这种缺陷态会影响 a-Si:H 薄膜材料的费米能级EF的位置,从而使电子的分布情况发生变化,进而一方面引起光学性能的变化,另一方面对电子的复合过程产生影响。这些缺陷态成为电子和空穴的额外复合中心,使得电子的俘获截面增大,寿命下降。63.非晶硅太阳能光伏电池实验3.1实验目的(1)了解pn结的基本结构与工作原理。(2)了解太阳能电池组件的基本结构，理解其工作原理。(3)掌握pn结的I-V特性（整流特性）及其对温度的依赖关系。(4)掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与测试方法，理解波长因素对太阳能电池输出特性的影响。(5)通过分析太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的
16、方法，分析实验数据与理论结果间存在差异的原因。3.2 实验原理3.2.1pn结与光生伏特效应半导体材料是一类特殊的材料。从宏观电学性质上说，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，随外界环境（如温度、光照等）发生剧烈的变化。从材料能带结构说，这类材料具有导带Ec、价带Ev和禁带Eg。温度、光照等因素可以使价带垫子跃迁到导带，改变材料的电学性质。半导体材料进行有必要的掺杂处理，调整它们的电学特性，以便制作出性能更稳定、灵敏度更高、功耗更低的电子器件。基于半导体材料电子器件的贺信结构通常是pn结，简单地说，pn结就是p型半导体和n型半导体接触形成的基础区域。太阳能电池，本质上就是pn结。图1 pn结形
17、成 上图为刚接触时，下图为达到平衡情况n型半导体是在4价硅中掺入5价杂志，杂技原子与相邻原子组成共价键后，尚多余一个电子，故电子为多数载流子，5价原子称为施主杂质。杂志原子差不多都是电离的，施主杂技电离后因失去一个电子二成为正离子。P型半导体是在4价硅中掺入3价杂质，杂技原子与相邻原子组成共价键，尚缺少一个电子，故空穴为多数载流子，3价原子称为受主杂质。杂志原子差不多都是电离的，受主杂技电离后因得到一个电子而成为负离子。根据半导体基本理论，处于热平衡态的pn结由P区、n区和两者交界区域构成，如图1所示。刚接触时，电子由费米能级低的地方流动，空穴则相反。为了维持统一的费米能级，n区电子向P区扩散
18、，P区内空穴向n区扩散。载流子的定向运动导致原来的电中性条件被破坏，p区累计带负电且不可移动的电离受主，n区积累带正电且不可移动的电离施主。载流子扩散运动导致在界面附近区域形成由n区指向p区的内建电场Ei和相应的空间电荷区。显然，两者费米能级的不统一是导致电子空穴扩散的原因，电子空穴扩散又导致出现空间电荷区和内建电场。而内建电场的强度取决于空间电荷区的强度，内建电场具有组织扩散运动进一步发生的作用。当两者具有统一费米能级后扩散运动和内建电场的作用相等，p区和n区两端产生一个高度为qVD的势垒（如图2(a)）,(VD是n区高出p区的电位，即电位梯度，qVD是能量梯度，称为势垒)。理想pn结模型如
19、下，处于热平衡的pn结空间电荷区没有载流子，也没有载流子的产生与复合作用。当有入射光垂直入射到pn结，只要pn结结深比较浅，入射光子会透过pn结区域甚至能深入半导体内部。如果入射光子能量满足关系hvEg (Eg为半导体材料的禁带宽度)，那么这些光子会被材料吸收，在pn结中产生电子空穴对。光照条件下材料体内产生电子空穴对是典型的非平衡载流子光注入作用。光生载流子在p区空穴和n区电子这样的多数载流子的浓度影响是很小的，可以忽略不计。但是对少数载流子将显著影响，如p区电子和n区空穴。在均匀半导体中光照射下也会产生电子空穴对，但它们很快就又会通过各种复合机制复合。态pn结中情况有所不同，主要原因是存在
20、内建电场。在内建电场的驱动下p区光生少子电子向n区运动，n区光生少子空穴向p区运动。这种作用有两方面的体现：第一是光生少子在内建电场驱动下定向运动产生电流，这就是光生电流，它由电子电流和空穴电流组成，方向都是有n区指向p区，与内建电场方向一致；第二，光生少子的定向运动与扩散运动方向相反，减弱了扩散运动的强度，pn结势垒高度降低，甚至会完全消失（如图2(b)）。宏观的效果是在pn结两端产生电动势，也就是光生电动势。光生伏特效应即是指半导体在受到光照时在向光面和背光面之间产生电动势的现象。如果构成回路就会产生电流，这种电流叫做光生电流。从结构上说，常见的太阳能电池是一种浅结深、大面积的pn结（如图
21、3）。太阳能电池之所以能够完成光电转换过程，核心物理效应是光生伏特效应。光照会使得pn结势垒高度降低甚至消失，这个作用完全等价于在pn结两端施加正向电压。在这种情况下的pn结就是一个光电池。将多个太阳能电池通过一定的方式进行串并联，并封装好就形成了能防风雨的太阳能电池组件（如图4，图中EVA是ethylene vinyl acetate copolymer的缩写，中文是乙烯醋酸乙烯共聚物，PVF是polu vinyl fluoride的缩写，中文是聚氟乙烯）。3.2.2太阳能电池光照时的电流电压关系亮特性太阳能电池的亮特性是指太阳能电池在光照的条件下输出伏安特性。硅太阳能电池的性能参数主要有：
22、开路电压Voc、短路电流Isc、最大输出功率Pm、转换效率和填充因子FF。光生少子在内建电场驱动下的定向运动在pn结内部产生了n区指向p区的光生电流IL，光生电动势等价于加载在pn结上的正向电压V，它使得pn结势垒高度降至q（VD-V）。理想情况下太阳能电池负载等效电路如下图，把光照下的pn结看作一个理想的二极管和恒流源并联。恒流源的电流即为光生电流IL，IF为通过二极管的结电流，RL为外加负载。可见，太阳能电池就相当于一个电源。该等效电路的物理意义是：太阳能电池光照后产生一定的光电流IL，其中一部分用来抵消结电流IF，另一部分供给负载的电流I。有等效电路图可知： 光生电流在光电池内部总是由N
23、区向P区反向流动，因此太阳能电池的电流总是反向的。根据上面的等效电路图，有两种极端情况是在太阳能电池光特性分析中必须考虑的。其一是负载电阻RL=0，这种情况下加载在负载电阻上的电压也为零，pn结处于短路状态，此时光电池输出电流我们称之为短路电流Isc: 其二是负载电阻RL，外电路处于开路状态。流过负载的电流为零，根据等效电路图，光电流正好被正向结电流抵消，光电池两端电压Voc就是所谓的开路电压。显然有 得到开路电压Voc为：开路电压Voc和短路电流Isc是光电池的两个重要参数，实验中这两个参数分别为稳定光照下太阳能电池I-V特性曲线与电压、电流轴的截距。不难理解，随着光照强度E增大，太阳能电池
24、的短路电流和开路电压都会增大，但是随光强变化的规律不同：根据半导体物理基本理论，短路电流Isc正比于入射光强度，开路电压Voc随着入射光强度对数增大。此外，从太阳能电池的工作原理考虑，开路电压Voc不会随着入射光强度增大而无限增大，它的最大值是使得pn结势垒高度为零时的电压值。换句话说，太阳能电池的最大光生电压为pn结的势垒对应的电势差VD，是一个材料带隙、掺杂水平等有关的值。实际情况下，开路电压值Voc与Eg/q相当。太阳能电池从本质上说是一个能量转换器件，它把光能转换为电能。因此讨论太阳能电池的效率是必要和重要的。根据热力学原理，我们知道任何的能量转换过程都存在效率问题，实际发生的能量转换
25、效率不可能是100%。就太阳能电池而言，我们需要知道的是，转换效率与哪些因素有关以及如何提高太阳能电池的 转换效率。太阳能电池的转换效率定义为最大输出功率Pm和入射光的总功率Pin的比值：其中，Im、Vm为最大功率点对应的工作电流、工作电压，Ee为由光探头测得的光强度（单位：W/m2）,S为太阳能电池片受光照射的面积（有效光照面积）。图5为太阳能电池的输出伏安特性曲线，其中Im、Vm在I-V关系中构成一个矩形，叫做最大功率矩形。曲线与电流、电压轴交点分别是短路电流和开路电压。最大功率矩形取值点Pm的物理含义是太阳能电池最大输出功率点，数学上是I-V曲线上横、纵坐标乘积的最大值点。短路电流和开路
26、电压也形成一个矩形，面积为IscVoc。定义：为填充因子，图形中它是两个矩形面积的比值。填充因子反应了太阳能电池么实现功率的度量，通常德填充因子在0.50.8之间。太阳能电池的转换效率是它的最重要的参数。太阳能电池本质上是一个pn结，因而具有一个确定的禁带宽度。只有能量大于禁带宽度的入射光子才有可能激发光生载流子并继而发生光电转化。因此入射到太阳能电池的太阳光只有光子能量高于禁带宽度的部分才会实现能量的转化。太阳能电池效率损失的原因主要有：电池表明反射、电子和空穴在光敏感层之外由于重组而造成的损失，以及光敏层的厚度不够等因素。综合来看，单晶硅太阳能电池的最大量子效率的理论值大约是40%。实际上
27、，大规模生产的太阳能电池的效率还达不到理论极限的一半，只有百分之十几。3.3实验设备本仪器定位于探究性实验系统，除可以测量配套的样件以外，实验者还可以利用本系统测量其自制电池片组件。系统主要包括：氙灯电源、光源、测试、配套软件、USB通信线、电池片组和滤光片组。仪器组成：测试主机、氙灯电源、氙灯光源、滤光片组和电池片组。实验操作和显示由计算机软件来完成。整机图片（图8）和仪器构成示意图（图9）下：3.3.1光路部分本设备光路简洁，由氙灯光源、凸透镜、滤光片构成。3.3.2(1)面板介绍：（见下图10）紧急停机按钮：直接按下为关，顺时针旋转自动归位关机按钮：正常关机按钮开机按钮：正常开机按钮PC
28、接口：与计算机通信的USB接口光源通信接口：与氙灯电源通信，接收氙灯光源的状态信息（暂未使用）故障指示灯：红色闪烁表示有故障，绿色表示工作正常工作状态指示灯：红色闪烁表示腔内温度调整中，绿色表示未进行温度调整电源指示灯：红色闪烁表示关机中，红色表示工作正常。(2)电路部分电路部分包括温度控制电路和测试电路两个部分。温控电路用于太阳能电池片所在的控温室的温度控制，在一定范围内，可使控温室达到指定温度。测试电路用于太阳能电池片各性能的数据，该电路将测得的数据传送给计算机，由计算机进行数据的处理和显示。(3)控温室给太阳能电池片提供一个-1040摄氏度的恒温测试环境。3.3.3氙灯电源与氙灯光源(1
29、)氙灯电源：氙灯电源用于氙灯的点燃、轴流风冷以及光源腔体内除湿。面板介绍：（见下图11）紧急停机按钮：直接按下为关，顺时针选转自动归位关机按钮开机按钮光源通信接口：与测试主机通信，传送氙灯光源的状态信息（暂未使用）光强选择档位：从1档到6档光强逐渐增大故障指示灯：红色闪烁表示有故障，绿色表示仪器工作正常工作状态指示灯：红色闪烁表示腔内温度调整中，绿色表示未进行温度调整。电源指示灯：红色闪烁表示关机中，红色表示正常工作。(2)氙灯光源采用高压氙灯光源，高压氙灯具有太阳光相近的光谱分布特征。光源功率750W，出射光孔径为50nm；氙灯启动过程中有3分钟的腔体除湿，防止因空气湿度过大氙灯不能正常启动
30、。启动过程中，光强档位必须放置在第6档才能启动，若光强档位选择不是第6档，会出现短促的报警声，此时只需把光强档位调整到第六档即可正常启动。实验时氙灯点亮后约30分钟稳定后再使用。3.3.4滤光片组滤色片用于研究近似单色光作用下太阳能电池的光谱响应特性。滤光片共8种，中心波长分别为395nm、490nm、570nm、660nm、710nm、770nm、900nm、1035nm。3.3.5太阳能电池片组(1)太阳能电池片组包括单晶硅、多晶硅和非晶硅，均采用普通商用硅太阳能电池片。本实验室在用的各组件的有效受光面积有30mm30mm和28mm25mm两种。(1)在光照特性实验中，光强探测器用于测定入
31、射光强度，已通过标准光功率计进行标准；在光谱特性实验中，光强探测器的光谱曲线是已知的。本实验室在用的光强探测器的有效受光面积有5.7mm5.7mm和2.5mm3.0mm两种。3.4实验内容与步骤3.4.1实验内容太阳能电池片的波长特性实验：温度控制在25，氙灯光源置于3档（或其他光强较稳定的档位），测量非晶硅电池片在不同波长单色光照射下的I-V、P-V输出特性。绘制非晶硅在不同单色光照射晓得I-V、P-V特性曲线，试说明随着入射光波长的变化，其输出特性如何变化？为什么？根据各波长下得到的非晶硅电池片的开路电压Voc、短路电流Isc和最大输出功率Pm、转换效率和填充因子FF，绘制Voc-、Isc
32、-、Pm-、-、FF-关系曲线。试说明这些参数与波长之间的关系。3.4.2实验步骤(1)测量非晶硅电池片在395nm单色光照射下的I-V、P-V输出特性，记录开路电压、短路电流和最大输出功率，计算填充因子和转换效率。(2)将滤光片换成490nm、570nm、660nm、710nm、990nm、1035nm，重复以上步骤。3.5注意事项及问题3.5.1注意事项(1)开机时要先将氙灯的光强旋钮置于第6档处，否则无法开启氙灯。(2)不要在散热风扇口上放置东西，否则无法散热控制仪器温度，容易导致仪器损坏。(3)打开机箱时要注意机箱内接口是否接好，否则实验无法继续。(4)放置非晶硅片时，要将非晶硅片准确
33、的插入凹槽内，将有非晶硅一面对着入射面，并且凹槽上方要插入纸盒，否则实验数据不准确。(5)做实验室要先控温，才能做实验。(6)每做完一组数据都需要返回保存一次，否则计算机只会记录下最后一组实验的实验数据。(7)关闭机器时，如果按下关机键10分钟后氙灯还未熄灭或机器还未停止，需按下紧急关机按钮。(9)离开实验室时需将所有电源关闭，尤其是仪器上方的电源总开关。3.5.2实验中遇到的问题(1)在刚开始实验时，我并没有每做一组数据返回保存一次，而是最后做完了，才开始保存，导致的结果就是，我只有最后一组的实验数据，前面的数据全部被覆盖，实验失败，重新开始。(3)在做770nm波长的实验时，发现30组数据
34、的电流均为零，于是我换成了900nm和1035nm波长的滤色片进行实验发现，结果仍是电流为零。我试着将最大输入电压值改变，结果认识这样。然后我试着将光强打到最大位置第6档，再次对这3个滤色片进行实验，结果仍然电流全为零。3.6实验数据与处理3.6.1 数据记录395nm：编号123456电压/V0.0060.0350.0650.1010.1350.172电流/mA0.0500.0490.0470.0460.0420.041功率/mW0.000300.001720.003060.004650.005940.00722编号789101112电压/V0.2050.2410.2830.3140.348
35、0.381电流/mA0.0410.0390.0370.0350.0330.031功率/mW0.008410.009400.010470.010990.011480.01181编号131415161718电压/V0.4260.4480.4800.5310.5650.597电流/mA0.0290.0270.0250.0230.0210.019功率/mW0.012350.012100.012000.012210.011870.01134编号192021222324电压/V0.6600.6380.6840.7270.7670.806电流/mA0.0150.0150.0130.0110.0080.005
36、功率/mW0.009900.009570.008890.008000.006140.00403编号252627282930电压/V0.8480.8830.9180.9210.9270.927电流/mA0.0030.0010.0000.0000.0000.000功率/mW0.002540.000830000395nmI-V图像 395nmP-V图像490nm：编号123456电压/V0.0050.0990.1730.2540.3310.408电流/mA0.3590.3530.3480.3440.3370.331功率/mW0.001800.034950.060200.087380.111550.1
37、3505编号789101112电压/V0.4740.5490.6240.7030.7800.862电流/mA0.3260.3200.3140.3050.2970.288功率/mW0.154520.175680.195940.214420.231660.24826编号131415161718电压/V0.9471.0101.1001.1701.2601.330电流/mA0.2770.2680.2560.2450.2290.216功率/mW0.262320.270680.281600.286650.288540.28728编号192021222324电压/V1.4201.4801.5701.6401
38、.7301.850电流/mA0.1980.1820.1600.1400.1110.071功率/mW0.281160.269360.251200.229600.192030.13135编号252627282930电压/V1.9101.9702.0302.0402.0402.040电流/mA0.0510.0300.0000.0000.0000.000功率/mW0.097410.05910.000000.000000.000000.00000490nmI-V图像490nmP-V图像570nm：编号123456电压/V0.0040.1130.1960.2870.3760.465电流/mA0.6440.
39、6360.6270.6190.6100.602功率/mW0.002580.071870.124150.177650.229360.27993编号789101112电压/V0.5510.6360.7090.7970.8810.966电流/mA0.5930.5810.5730.5590.5440.527功率/mW0.326740.369520.406260.445520.479260.50908编号131415161718电压/V1.0701.1401.2401.3301.4101.500电流/mA0.5080.4930.4730.4540.4290.402功率/mW0.543560.562020
40、.586520.603820.604890.60300编号192021222324电压/V1.5801.6701.7601.8501.9402.020电流/mA0.3750.3430.3100.2690.2240.180功率/mW0.592500.572810.545600.497650.43560.36360编号252627282930电压/V2.1802.2102.2902.3002.3002.300电流/mA0.0840.0690.0000.0000.0000.000功率/mW0.183120.152490.000000.000000.000000.00000570nmI-V图像570n
41、mP-V图像660nm：编号123456电压/V0.0050.1040.1820.2660.3490.431电流/mA0.5510.5410.5360.5260.5150.508功率/mW0.002760.056260.097550.139920.179740.21895编号789101112电压/V0.5090.5890.6540.7370.8140.897电流/mA0.5000.4890.4780.4650.4510.435功率/mW0.254500.288020.312610.342710.367110.39020编号131415161718电压/V0.9861.0701.1501.23
42、01.3101.390电流/mA0.4180.4010.3860.3660.3450.323功率/mW0.412150.429070.443900.450180.451980.44897编号192021222324电压/V1.4701.5501.6401.7201.8001.880电流/mA0.2980.2710.2420.2110.1750.137功率/mW0.438060.420050.396880.362920.315000.25756编号252627282930电压/V2.0102.0702.1302.1402.1502.150电流/mA0.0700.0430.0000.0000.00
43、00.000功率/mW0.140700.089010.000000.000000.000000.00000660nmI-V图像660nmP-V图像710nm：编号123456电压/V0.0060.0280.0620.0980.1320.168电流/mA0.0490.0470.0460.0440.0430.041功率/mW0.000290.001320.002850.004310.005680.00689编号789101112电压/V0.1980.2340.2650.2990.3390.367电流/mA0.0390.0370.0350.0330.0310.029功率/mW0.007720.008
44、660.009280.009870.010510.01064编号131415161718电压/V0.4020.4300.4690.5130.5370.602电流/mA0.0270.0260.0230.0200.0190.015功率/mW0.010850.011180.010790.012060.010200.00903编号192021222324电压/V0.6040.6420.6790.7200.7580.785电流/mA0.0140.0130.0090.0070.0040.002功率/mW0.008460.008350.006110.005040.003030.00157编号252627282930电压/V0.
