实验原理一一太阳能电池2.PN结的形成+++?+N区++++X内建电场++耗尽区P区3.光伏效应Z（Photovoltaiceffect）半导体受到光照射时产生电动势N区+PN结P区+
实验原理——太阳能电池 + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - N区 P区 耗尽区 内 建 电 场 2.PN结的形成 N区 PN结 P区 + - - + (+) (-) 3.光伏效应（Photovoltaic effect ） 半导体受到光照射时产生电动势
实验原理一太阳能电池太阳能电池的理论模型是由一理想电流源（光照产生光电流的电流源）、一个理想二极管、一个并联电阻R与一个串联电阻R.所组成。RIph-1假定Rsh=00，R=CRVI = Ih- I,=Ih-I.[exp()-1nkI。一二极管的反向饱和电流；q一电子电荷；n一常数因子；k一玻尔兹曼常数；T一温度。PmPFF填充因子Volsc最大功率矩形填充因子是评价太阳能电池输出特性好坏的一个重要参数，它的值越高，太阳能电池输出特性越趋近于矩形，电池的性能越好。Voc太阳能电池的伏安特性曲线图
实验原理——太阳能电池 0 Pm 最大功率矩形 0 [exp( ) 1] ph d ph B qV I I I I I nk T = − = − − 太阳能电池的理论模型是由一理想电流源（光照产生光电流的电流源）、一个理想 二极管、一个并联电阻Rsh与一个串联电阻Rs所组成。 假定Rsh=∞，Rs=0 填充因子 m oc sc P FF V I = Iph Id I Iph U V Id Iph-Id Rs Rsh I RL + - V U I 0 —二极管的反向饱和电流； q—电子电荷； n —常数因子； kB —玻尔兹曼常数； T —温度。 太阳能电池的伏安特性曲线图 填充因子是评价太阳能电池输出特性好坏的一个 重要参数，它的值越高，太阳能电池输出特性越 趋近于矩形，电池的性能越好
实验原理一质子交换膜燃料电池燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。1839年英国律师兼物理学家格鲁夫（W.R.Grove）提出基本原理，其工作过程是电解水的逆过程。主要应用领域：宇航、军事、交通优点：能量转化效率高、环境污染小WilliamRobertGrove燃料电池城市客车FUELCELLCITYBUS质子交换膜燃料电池燃料电池客车燃料电池潜艇
实验原理——质子交换膜燃料电池 William Robert Grove 质子交换膜燃料电池 燃料电池 (Fuel Cell) 是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为 电能的发电装置。 1839年英国律师兼物理学家格鲁夫（W. R. Grove） 提出基本原理，其工作过程是电解水的逆过程。 主要应用领域：宇航、军事、交通 燃料电池客车 燃料电池潜艇 优点：能量转化效率高、环境污染小
实验原理一质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池质子交换膜电解池(PEMFC)(PEMWE)阳极阴极阴极+阳极氢气空气/氧气HH20O2H2HH+1/202H,0水+热多余氢气2H*+2e=H2H,0=0,+4H++4e阳极催化剂阴极催化剂H, =2H++2eO2+4H++4e=2H,0质子交换膜质子交换膜总的反应方程式：总的反应方程式：2H,0=2H2+022 H2 +02 = 2H,0
质子交换膜燃料电池 氢气 H2 e - e - e - e - 多余氢气 H+ H+ O2 水+热 H2O 空气/氧气 质子交换膜 阳极催化剂 阴极催化剂 阳极 阴极 H2 = 2H++2e O2+4H++4e = 2H2O 总的反应方程式： 2 H2 +O2 = 2H2O （PEMWE） 质子交换膜电解池 阴极 阳极 质子交换膜 总的反应方程式：2H2O = 2 H2 +O2 2H2O= O2+4H+ 2H +4e ++2e = H2 (PEMFC) 实验原理——质子交换膜燃料电池