1.1　太阳能电池工作原理

太阳能电池是利用半导体P－N结受光照射的光伏效应发电。太阳能电池的基本结构就是一个大面积的平面P－N结。P型半导体中有相当数目的空穴，几乎没有自由电子，而N型半导体则相反，有相当数目的自由电子，却几乎没有空穴。当两种半导体结合在一起形成P－N结时，N区的电子向P区扩散，P区带正电的空穴向N区扩散，在P－N结附近形成空间电荷区和势垒电场。当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴分别被势垒电场推向N区和P区，使N区有过量的电子而带负电，P区有过量的空穴而带正电，这就是光伏效应。若将P－N结两端接入外电路，就可向负载供电。

1.2　实验仪器和实验电路

本实验采用金属卤灯作为光源，能够保证光照稳定且光源的光谱很接近太阳光谱。

1.3　实验设计

按图1连接好电路，调整金属卤灯与太阳能电池板的距离，分别设置成9.5cm、12cm、14.5cm、17cm和19cm共5个组，通过改变照射距离而改变光强。按照图2的实验电路图，在每一距离下调节负载电阻，分别记录对应的电流和电压值，绘制出太阳能电池的伏安特性曲线。根据曲线找出输出功率最大点。对比不同光照强度下的电流、电压、负载和最大输出功率。