Прибор для регистрации Вольт-амперной характеристики

[AlRoman]

Добрый вечер уважаемые Коллеги!!!
Подскажите пожалуйста названия и марки приборов позволяющих записать вольт-амперную характеристику солнечного элемента. Если возможно со ссылками на сайты фирм, где они продаются. Возникла такая необходимость протестировать эффективность выше обозначенного элемента, но к физической химии (тем более к физике) я, к сожалению, имею малое отношение...Однако, ситуация требует разобраться. Буду благодарен и признателен за любую информацию об импортных (возможно отечественных) приборах. Т.к. что-то мне подсказывает, что это дело не особенно хитрое, для знающего человека конечно.

[Лекарь МС]

В любом ВУЗе на факультете, где физика является профилирующим предметом.
При изучении оптики.
Всё-таки интересно понять значение термина "протестировать эффективность".

[AlRoman]

Добрый день!!!
Простите я сомневаюсь, что в любом Вузе на факультете физики продаются такого рода приборы... Скорее всего они просто там есть. Меня интересовали конкретные названия данных агрегатов, т.е. марки. Ну к примеру, "Curramp 3400" - понятно это вымышленное название. Протестировать эффективность, ну в моем понимании измерить КПД и вычислить FF. Т.е. есть некий солнечный элемент (солнечная батарейка), при его подключении к обычному мультиметру фиксируется некоторое значение силы тока и напряжения, когда элемент облучают светом. Значит он работает, задача определить насколько данный элемент эффективен, т.е. записать ВАХ, вычислить кучу всяких значений типа "напряжения короткого замыкания".Посчитать КПД. Элемент облучать, конечно же стандартным источником света (как бы стимулятором солнышка) - 1000 Вт/м2, 1,5(чего то там)...Но это уже детали.

[Лекарь МС]

И кому это всё надо?
Проверить производителя? Так он врёт и завышает показатели с целью "продать".
Для удовлетворения собственного я? Так это надо делать за государственный счет.
В любом ВУЗе, даже наверно в пединституте, вам расскажут как измерять и что считать.
Меня к примеру коробит формулировка "вольт-амперная", я бы измерял "люкс-амперную" и ещё по спектру пробежался бы.
Только спектральная характеристика есть общеизвестная зависимость, так что остаётся ЛАХ.
Ради интереса открыл объяснение ВАХ для солнечных элементов.
Это просто "северный пушной зверёк"...
Продавцы так подают материал, что пользователь, внимая написанному, обязательно убьёт солнечный элемент и придёт покупать следующий.
А для тестирования достаточно будет "правильного" источника света, стабильную нагрузку, двух китайских тестеров(или нормальные вольтметр и амперметр) и траспортира с рулеткой.
Только кому нужны эти измерения?

[AlRoman]

Эм, а почему солнечный элемент "убьется"? А, я понял, вы хотите выяснить, зачем это нужно измерять эффективность? Просто меня смутило о написанное производителе. Нет, солнечный элемент я нигде не покупать не собираюсь, он будет "изготовлен" мною и размер его будет 2,5см*2,5см. И этот солнечный элемент далеко не кремневая батарея (на основе монокристаллического или поликристаллического кремния). Я об этом не написал, т.к. ведь нет разницы каким образом свет будет преобразовываться в ток, точнее в какой системе, 3 или 4 поколения фотоэлектрохимических элементом существуют на сегодняшний день, последнее работает на "полимерных органических материалах".
И вопрос я этот задал, с надеждой, вдруг кто-нибудь пользуется такими измерительными приборами и объяснит, что к чему...Да ещё момент, прибор который будет мереть все эти ВАХ должен быть конечно же прецизионный.
Но видимо, никто не пользуется, никто не знает)))
Или рассказывать не хотят.

[MONSTA]

У Вас явно нестандартный случай: измерение характеристик самодельного устройства. Которые (характеристики) никто реально не знает. Безусловно, измеряющий прибор должен иметь входное сопротивление на пару порядков (минимум) выше, чем Ваш элемент. Даже упомянутый китайский тестер, мне кажется, тут в принципе подойдет. Хотя он не прецизионный, конечно. А вот с измерением токов - вопрос более сложен, тут бы я тестеру не поверил. Измерение малых токов - вообще изрядная практическая проблема (если Вас именно эта область интересует). Большие токи можно смело мерить хоть стрелочным амперметром производства 50-х годов, но для Ваших условий его чувствительности точно не хватит!

[AlRoman]

MONSTA, Вы правы совершенно, величины силы тока и напряжения реально малы. Данный "девайс" подсоединялся к мультиметру, который выдал около 5 мкА и 30 мВ...Это малые величины и естественно прибор показал не точные значения, т.к. был типа "китайский".

[AlRoman]

Меня ещё такой волнует, если использовать не комплексный прибор, который куплен у зарубежной фирмы...То что именно нужно измерять и чем. Ведь мультиметр выдает только два значения, которые я указал (5 мкА и 30 мВ). Видимо это предельные величины. А как собственно говоря возникает кривая ВАХ? Это же множество точек, соответствующих I(А) и V(В).

[VTur]

Гуглите балистические гальванометры или просто гальванометры. Но в ближаешем ВУЗе они должны быть. Но дело не совсем в приборах. Там, сколько помню, есть специальная методика прецизионных измерений

[ Post made via Android ]

[Лекарь МС]

Если входное сопротивление измерителя на пару порядков выше выходного сопротивления измеряемого объекта, то это обеспечит точность измерения на уровне 1%. Банальное шунтирование выхода.
http://edward.mpei.ac.ru/sll_006.htm
Если верить указанной статье, то указанного мною ранее оборудования вполне будет хватать для проведения измерений.
Ну может использовать пару усилителей, которые усилят микроамперы и милливольты.
Замерить такие токи не составляет труда.
AlRoman, только у меня возникают подозрения, что Вы какой-нибудь менеджер в сфере солнечной энергетики.

[AlRoman]

Лекарь МС, Ваши подозрения неверны, я не менеджер точно. Менеджеры вроде другим занимаются, но это мне так кажется))). Я ученый-химик, но вот беда специализация "органическая химия"))). Но теперь я расширяю круг своих интересов в междисциплинарную область "органика-органическая физическая химия - физика". НО физику и физическую химию в универе учил я давненько и не очень хорошо, за это видимо теперь и "расплачиваюсь" . И мне нужно хотя бы минимальный блок информации, да бы понять что к чему. Например, за счет чего меняется сила тока и напряжения? Ведь мой элемент это по сути "батарейка", когда на него светят светом. И вот подключил я его к мультиметру и тот мне выдал одно значение силы тока и напряжения...

[AlRoman]

Лекарь МС, "ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ НЕТРАДИЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ" (http://edward.mpei.ac.ru/sll_006.htm) - Я натыкался на эту ссылку в google, но вот понял из этого мало))

[Лекарь МС]

Тогда надо понимание начинать примерно со следующего:
1. Представляем абстрактную "структуру"(типа коробочку, пластинку). В природу этой структуры не вникаем. Понимаем, что из структуры выходят два проводника.
Между проводниками нет потенциала и не течет ток. Если осветить "структуру", то между проводниками появляется разность потенциалов(напряжение) и через нагрузку(!!!) течет ток.
2. Структура чувствительна к спектру излучения.
3. Ток-напряжение зависит от температуры структуры.
4. Полупроводниковые структуры включаются в двух режимах - вентильном и "фотосопротивления"(так назвал для лучшего понимания).
Последний включается с внешним источником напряжения как чувствительное к освещению(меняющееся от освещения) сопротивление.
5. Если "структура" освещается и не подключена к нагрузке, а подключена к вольтметру с ВЫСОКИМ входным сопротивлением, то экспериментатор измеряет "напряжение холостого хода". Если выводы подключить к амперметру, то экспериментатор измеряет "ток короткого замыкания". Если подключить нагрузку и варьировать её, то можно измерить внутреннее сопротивление "структуры". Ток, протекающий через структуру, создаст на внутреннем сопротивлении падение напряжения, что вызовет разогрев структуры. А тут см. п. 3. Вот тут надо учитывать способность структуры рассеивать тепло.
5. По ссылке http://edward.mpei.ac.ru/sll_008.htm
мне не нравится схема измерения. Источник питания включили сразу на токовый вход самописца.. То есть вход самописца и резистор работают нагрузкой для источника питания. А входы для измерения напряжения как правило имеют высокое входное сопротивление.
И вот теперь проанализируйте предложенную схему.
Как у экспериментатора будет течь ток фотоэлемента - непонятно.

В этой части что-то непонятно?
Схему эксперимента по ссылке изучайте, но не заучивайте, там ошибка. Должно быть понимание.

[AlRoman]

Так, вроде появляется некая ясность или(?)! Первое, просто мультиметром можно измерить "ток короткого замыкания" I_SС и "напряжение холостого хода" U_OC, я правильно понял? Далее если подключать мой элемент к сопротивлению R_i (которое варьируется) и по уравнению:
R_i = I_i / U_i
мы получим зависимость I от U, это и будет ВАХ? Для точности измерений солнечный элемент я так понял из пункта № 3, нужно принудительно охлаждать, что выдерживать стандартные условия, хотя элемент малого размера 2,5 см на 2,5 см вряд ли будет сильно греться?
Тогда вопрос, как правильно собрать схему для регистрации ВАХ? Чтоб исключить сопротивление Вольтметра?
Лекарь МС, большое Вам спасибо! Еще вопрос, а прибор за счет которого меняется внешнее сопротивление (нагрузка) - это что?

[AlRoman]

Еще не понятно, из ссылки http://edward.mpei.ac.ru/sll_008.htm:
"Мощность, выделяющаяся в нагрузке, рассчитывается следующим образом P_L = I_L·U_L" - это вообще что?
Как они эти два значения взяли? или это как бы любые два произвольных, среди которых можно найти одно максимальное значение мощности P_max?
+ "Источник U" на картинке-схеме он там для чего?
Получается, что разделив эту максимальную мощность на мощность светового потока мы получим КПД?

[Лекарь МС]

просто мультиметром можно измерить "ток короткого замыкания" ISС и "напряжение холостого хода" UOC, я правильно понял?

Да.

мы получим зависимость I от U, это и будет ВАХ?

В первом приближении да. Для определённой освещённости. Должно быть семейство ВАХ в зависимости от освещённости. Мы приходим к ЛАХ.

вряд ли будет сильно греться?

НУ никто не отменял.

исключить сопротивление Вольтметра,

Автор по ссылке попытался это сделать кажется компенсационным методом, но схема установки нарисована так, что можно рыдать от смеха.

прибор за счет которого меняется внешнее сопротивление (нагрузка)

Реостат.

Как они эти два значения взяли?

Надо понимать, что напряжение "первично", а ток "вторичен". Поэтому при приложении напряжения СЭ к нагрузке напряжение на СЭ(клеммах) падает и течёт стационарный ток, соответствующий сопротивлению нагрузки, внутреннему сопротивлению СЭ и освещённости СЭ.
Из эксперимента.

"Источник U"

Попытка слепить компенсационный метод и заменить источником сопротивление нагрузки.
Но сглупили.

Получается, что разделив эту максимальную мощность на мощность светового потока мы получим КПД?

Где-то да, но ведь есть ещё отражение. Если сделать многослойное просветление, то КПД увеличится. Теперь менагеры будут вводить термин "с многослойным просветлением"

можно найти одно максимальное значение мощности Pmax?

освещённость меняется, СЭ способен отдавать в нагрузку разный ток(вот чем хороша ЛАХ). При этом работает внутреннее сопротивление СЭ. Вот тут и будет борьба нагрузки и последовательного сопротивления(внутреннего).
Поэтому "нет"!!!.

[AlRoman]

Мне не ясно, что такое "Источник U"? какое-то дополнительное напряжение, т.е. кроме СЭ в данной цепи должен быть ещё один источник тока? И судя по анимации, это напряжение меняется. Либо в это вложен другой смысл. Так как, раз меняют сопротивление системы (реостатом) и смотрят отклик в изменении напряжения и силы тока.

[Лекарь МС]

Уже написал вверху. Промахнулся кнопкой, поэтому улетело не полное сообщение.

[Лекарь МС]

Я указал простейший метод, в схеме по ссылке пытались слепить компенсационный метод. Неудачно...
Для этого и использовали "источник U". Не удачно.

[AlRoman]

То есть получается источник дополнительного тока не нужен, но как тогда избавиться (исключить) сопротивление регистрирующего прибора.
Не включать его в цепь последовательно?
Но резюмирую, из приборов нужны:
1. Реостат, наверно с небольшим сопротивлением.
2. Некий "самописец", который будет регистрировать силу тока и его напряжение (вольтметр и амперметр в одном флаконе).
3. СЭ, который есть.
4. Источник света, с известной мощностью.
Лекарь МС, я хочу сказать - вы мне прояснили главное! Я понял принцип самого возникновения это ВАХ для СЭ... По крайней мере я на это надеюсь.)) Огромное, Огромное за это Вам Спасибо!