《大学物理实验》课程教学资源（教材讲义）太阳能及燃料电池特性测量

太阳能和燃料电池的特性测量【引言】随着经济和技术的发展以及人口的增长，人们对能源的需求越来越大，由此产生的能源问题也愈加突出。为了解决当今世界严重的环境污染问题和煤、石油和天然气等化石燃料的枯竭问题，新能源的探索和研发势在必行。太阳能的研究和利用是21世纪新型能源开发的重点课题之一，太阳能电池把太阳光中包含的能量转化为电能，自1954年，美国贝尔实验室GL.Pearson等人首次报道了能量转换效率为6%的单晶硅太阳能电池后，太阳能电池得到越来越广泛和深入的研究和应用，例如太阳能汽车、太阳能GPS系统、太阳能航天器、太阳能空间站和太阳能计算机等。燃料电池是一种将存在于燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的发电装置，1839年英国律师兼物理学家W.R.Grove提出了燃料电池的基本原理，其工作过程是电解水的逆过程。直至1959年，英国剑桥大学的F.T.Bacon用高压氢氧制成了具有实用功率水平的燃料电池后，燃料电池的研究和应用才有了实质性的进展，其以发电效率高、环境污染少等优点在宇航、军事、交通等各个领域中得到众多应用。【实验目的】1.了解太阳能电池的工作原理，测量伏安特性2.了解质子交换膜电解池(PEMWE,ProtonExchangeMembraneWaterElectrolyzer)和质子交换膜燃料电池（PEMFC，ProtonExchangeMembraneFuelCell）的工作原理，测量燃料电池的输出特性，验证电解法拉第定律。3.观察能量转换过程：光能→太阳能电池→电能→电解池→氢能→燃料电池→电能【实验原理】1太阳能电池原理太阳能电池的工作原理是光伏效应。首先介绍两种类型的杂质半导体及PN结的形成。我们在本征半导体中掺入微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著的改变。因掺入杂质性质不同，杂质半导体可分为空穴（P）型半导体和电子（N）型半导体两大类。如图1所示，若在硅（或锗）的晶体内掺入少量三价元素杂质，如硼（或铟）等，因硼原子只有三个价电子，它与周围硅原子组成共价键时，因缺少一个电子，在晶体中便产生一个空位，当相邻共价键上的电子受到热振动或在其他激发条件下获得能量时，就有可能填补这个空位，使硼原子成为不能移动的负离子，而原来硅原子的共价键则因缺少一个电子，形成了空穴。这种半导体称为空穴（P）型半导体，在这种半导体中，以空穴导电为主，空穴为多数载流

太阳能和燃料电池的特性测量 【引言】 随着经济和技术的发展以及人口的增长，人们对能源的需求越来越大，由此产生的能源 问题也愈加突出。为了解决当今世界严重的环境污染问题和煤、石油和天然气等化石燃料的 枯竭问题，新能源的探索和研发势在必行。太阳能的研究和利用是 21 世纪新型能源开发的 重点课题之一，太阳能电池把太阳光中包含的能量转化为电能，自 1954 年，美国贝尔实验 室 G. L. Pearson 等人首次报道了能量转换效率为 6%的单晶硅太阳能电池后，太阳能电池得 到越来越广泛和深入的研究和应用，例如太阳能汽车、太阳能 GPS 系统、太阳能航天器、 太阳能空间站和太阳能计算机等。燃料电池是一种将存在于燃料和氧化剂中的化学能直接转 化成电能的发电装置，1839 年英国律师兼物理学家 W. R. Grove 提出了燃料电池的基本原理， 其工作过程是电解水的逆过程。直至 1959 年，英国剑桥大学的 F. T. Bacon 用高压氢氧制成 了具有实用功率水平的燃料电池后，燃料电池的研究和应用才有了实质性的进展，其以发电 效率高、环境污染少等优点在宇航、军事、交通等各个领域中得到众多应用。 【实验目的】 1. 了解太阳能电池的工作原理，测量伏安特性； 2. 了解质子交换膜电解池(PEMWE, Proton Exchange Membrane Water Electrolyzer)和质子交 换膜燃料电池（PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell）的工作原理，测量燃料电池 的输出特性，验证电解法拉第定律。 3. 观察能量转换过程：光能→太阳能电池→电能→电解池→氢能→燃料电池→电能 【实验原理】 1. 太阳能电池原理 太阳能电池的工作原理是光伏效应。首先介绍两种类型的杂质半导体及 PN 结的形成。 我们在本征半导体中掺入微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著的改变。因掺入杂 质性质不同，杂质半导体可分为空穴（P）型半导体和电子（N）型半导体两大类。如图 1 所示，若在硅（或锗）的晶体内掺入少量三价元素杂质，如硼（或铟）等，因硼原子只有三 个价电子，它与周围硅原子组成共价键时，因缺少一个电子，在晶体中便产生一个空位，当 相邻共价键上的电子受到热振动或在其他激发条件下获得能量时，就有可能填补这个空位， 使硼原子成为不能移动的负离子，而原来硅原子的共价键则因缺少一个电子，形成了空穴。 这种半导体称为空穴（P）型半导体，在这种半导体中，以空穴导电为主，空穴为多数载流

子。仿效P型半导体，将少量磷、砷或锑等施主原子掺杂入硅（或锗）的晶体内，施主原子在掺杂半导体的共价键结构中多余一个电子，这个多余的电子易于受热激发而挣脱共价键的束缚成为自由电子，如图2所示。这种半导体称为电子（N）型半导体，在这种半导体中，以电子导电为主，电子为多数载流子..+4a+4D..O邻近的电子落入受主的空位受主原子留下可移动的空穴·DOQ-8+0a+4r可移动空穴S受主获得一个电子..而形成一个负离子+4-4L0S+410可日a图1P型半导体的共价键结构AO6施主原子提供的多余电子9+4.3+4施主正离子。?+4a+4.-图2N型半导体的共价键结构当P型半导体和N型半导体结合后，在它们的交界处就出现了电子和空穴浓度的差别，N区内电子很多而空穴很少，P区内则相反，空穴很多而电子很少。这样，电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。这时，有一些电子要从N区向P区扩散，也有一些空穴要从P区向N区扩散，扩散的结果使得P区和N区中原来保持的电中性被破坏了，P区一边失去空穴，留下带负电的杂质离子，N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。半导体中的离子虽然也带电，但由于物质结构关系，它们不能任意移动，因此并不参与导电。这些不能移动的带电粒子称为空间电荷，它们集中在P区和N区的交界面附近，形成了一

子。仿效 P 型半导体，将少量磷、砷或锑等施主原子掺杂入硅（或锗）的晶体内，施主原 子在掺杂半导体的共价键结构中多余一个电子，这个多余的电子易于受热激发而挣脱共价键 的束缚成为自由电子，如图 2 所示。这种半导体称为电子（N）型半导体，在这种半导体中， 以电子导电为主，电子为多数载流子。 图 1 P 型半导体的共价键结构 图 2 N 型半导体的共价键结构 当 P 型半导体和 N 型半导体结合后，在它们的交界处就出现了电子和空穴浓度的差别， N 区内电子很多而空穴很少，P 区内则相反，空穴很多而电子很少。这样，电子和空穴都要 从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。这时，有一些电子要从 N 区向 P 区扩散，也有一些 空穴要从 P 区向 N 区扩散，扩散的结果使得 P 区和 N 区中原来保持的电中性被破坏了，P 区一边失去空穴，留下带负电的杂质离子，N 区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。 半导体中的离子虽然也带电，但由于物质结构关系，它们不能任意移动，因此并不参与导电。 这些不能移动的带电粒子称为空间电荷，它们集中在 P 区和 N 区的交界面附近，形成了一

个很薄的空间电荷区，即PN结。PN结的内电场方向从带正电的N区指向带负电的P区如图3所示。空间电荷区空穴电子（耗尽层）1-+④+P区N区-内电场图3PN结的形成+P型区耗尽区N型区图4太阳能电池结构示意图如图4所示太阳能电池的结构示意图，设太阳光照射在PN结的P区，当入射光子能量大于材料的禁带宽度时，处于价带中的束缚电子激发到导带，在P区表面附近将产生电子空穴对，若P区厚度小于载流子的平均扩散长度，则电子和空穴能够扩散到PN结附近。在结区内电场的作用下，空穴只能留在PN结区的P区一侧，电子则被拉向PN结区的N区一侧，这样PN结两端形成了光生电动势（光生电压），若将PN结与外电路连通，只要光照不停止，就会有电流通过电路，PN结起到电源的作用，这就是太阳能电池的工作原理。太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，其正向偏压U与通过电流I的关系式为：

个很薄的空间电荷区，即 PN 结。PN 结的内电场方向从带正电的 N 区指向带负电的 P 区， 如图 3 所示。 图 3 PN 结的形成 图 4 太阳能电池结构示意图 如图 4 所示太阳能电池的结构示意图，设太阳光照射在 PN 结的 P 区，当入射光子能量 大于材料的禁带宽度时，处于价带中的束缚电子激发到导带，在 P 区表面附近将产生电子- 空穴对，若 P 区厚度小于载流子的平均扩散长度，则电子和空穴能够扩散到 PN 结附近。在 结区内电场的作用下，空穴只能留在 PN 结区的 P 区一侧，电子则被拉向 PN 结区的 N 区一 侧，这样 PN 结两端形成了光生电动势（光生电压），若将 PN 结与外电路连通，只要光照 不停止，就会有电流通过电路，PN 结起到电源的作用，这就是太阳能电池的工作原理。 太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，其正向偏压 U 与通过电流 I 的关 系式为： P 型区 耗尽区 N 型区 + - 空穴 P 区 空间电荷区 （耗尽层） 电子 内电场 N 区

I = 1.[exp(-qu(1)1nk,T其中lo是二极管的反向饱和电流，q为电子电荷，k，为玻尔兹曼常数，T为温度，n是一常数因子。太阳能电池的理论模型可由一理想电流源（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，与一个电阻R所组成，假定R，=00和R=0，太阳能电池可简化为图5所示电路，其中1品为太阳能电池在光照时该等效电源输出电流，I为通过太阳能电池内部二极管的电流。U图5太阳能电池的简化模型由基尔霍夫定律得，qu(2)I = I ph - Ia = I ph - Io[exp(1nk,1即为太阳能电池的输出电流和输出电压的关系式。IP最佳工作点（最大输出功率）Isc0UUopUo图6太阳能电池的伏安特性曲线及电压-功率曲线图图6为太阳能电池的伏安特性曲线及其对应的电压-功率曲线图，U。为开路电压，Is为短路电流，图中虚线所示为电压-功率曲线，P是太阳能电池的最大输出功

0 [exp( ) 1] B qU I I nk T   （1） 其中 是二极管的反向饱和电流，q 为电子电荷， B k 为玻尔兹曼常数，T 为温度，n 是 一常数因子。太阳能电池的理论模型可由一理想电流源（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 与一个电阻 R s 所组成，假定 Rsh  和 0 R s  ，太 阳能电池可简化为图 5 所示电路，其中 ph I 为太阳能电池在光照时该等效电源输出电流， d I 为通过太阳能电池内部二极管的电流。 Iph Id I U 图 5 太阳能电池的简化模型 由基尔霍夫定律得， 0 [exp( ) 1] ph d ph B qU I I I I I nk T      （2） 即为太阳能电池的输出电流和输出电压的关系式。 图 6 太阳能电池的伏安特性曲线及电压-功率曲线图 图 6 为太阳能电池的伏安特性曲线及其对应的电压-功率曲线图， Uoc 为开路电 压， sc I 为短路电流，图中虚线所示为电压-功率曲线， P m 是太阳能电池的最大输出功

率。太阳能电池的光电转换效率是指电池受光照射时的最大输出功率与照射到电池上的入射光功率的比值，它用来衡量电池质量和技术水平，与电池的结构、结特性、材料性质、工作温度和环境变化等有关。太阳能电池的填充因子FF定义为FF=P(3)Uo.Isc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，其值取决于入射光强、材料的禁带宽度、理想系数、串联电阻和并联电阻等。填充因子的值越高，表明太阳能电池输出特性越趋近于矩形，电池的性能就越好。2.质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池技术是一种能将氢气与空气中的氧气化合成洁净水并释放出电能的技术，其工作原理如图7所示：阳极阴极水+热4燃料空气/氢气氧气质子交换膜催化剂图7质子交换膜燃料电池工作原理（1）氢气通过管道到达阳极，在阳极催化剂作用下，氢分子解离为带正电的氢离子（即质子）并释放出带负电的电子。(4)H, =2H +2e（2）氢离子穿过质子交换膜到达阴极；电子则通过外电路到达阴极。电子在外电路形成电流，通过适当连接可向负载输出电能。（3）在电池另一端，氧气通过管道到达阴极：在阴极催化剂作用下，氧与氢离子及电子发生反应生成水。(5)O,+4H*+4e=2H,0

率。太阳能电池的光电转换效率是指电池受光照射时的最大输出功率与照射到电池上的 入射光功率的比值，它用来衡量电池质量和技术水平，与电池的结构、结特性、材料性 质、工作温度和环境变化等有关。太阳能电池的填充因子 FF 定义为 m oc sc P FF U I  （3） 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，其值取决于入射光强、材料 的禁带宽度、理想系数、串联电阻和并联电阻等。填充因子的值越高，表明太阳能电池输出 特性越趋近于矩形，电池的性能就越好。 2. 质子交换膜燃料电池 质子交换膜燃料电池技术是一种能将氢气与空气中的氧气化合成洁净水并释放出 电能的技术，其工作原理如图 7 所示： 图 7 质子交换膜燃料电池工作原理 （1）氢气通过管道到达阳极，在阳极催化剂作用下，氢分子解离为带正电的氢离子（即 质子）并释放出带负电的电子。 + H =2H +2e 2 （4） （2）氢离子穿过质子交换膜到达阴极；电子则通过外电路到达阴极。电子在外电路形成 电流，通过适当连接可向负载输出电能。 （3）在电池另一端，氧气通过管道到达阴极；在阴极催化剂作用下，氧与氢离子及电子 发生反应生成水 。 + O +4H +4e=2H O 2 2 （5）

(6)总的反应方程式：2H2+02=2H,0在质子交换膜燃料电池中，阳极和阴极之间有一极薄的质子交换膜作为电解质，H离子从阳极通过这层膜到达阴极，并且在阴极与O2原子结合生成水分子H,O。当质子交换膜的湿润状况良好时，由于电池的内阻低，燃料电池的输出电压高，负载能力强。反之，当质子交换膜的湿润状况变坏时，电池的内阻变大，燃料电池的输出电压下降，负载能力降低。在大的负荷下，燃料电池内部的电流密度增加，电化学反应加强，燃料电池阴极侧水的生成也相应增多。此时，如不及时排水，阴极将会被淹，正常的电化学反应被破坏，致使燃料电池失效。由此可见，保持电池内部适当湿度，并及时排出阴极侧多余的水，是确保质子交换膜电池稳定运行及延长工作寿命的重要手段。因此，解决好质子交换膜燃料电池内的湿度调节及电池阴极侧的排水控制，是研究大功率、高性能质子交换膜燃料电池系统的重要课题。在一定的温度与气体压力下，改变负载电阻的大小，测量燃料电池的输出电压与输出电流之间的关系，即燃料电池的静态特性，如图8所示。该特性曲线分为三个区域：活化极化区（又称电化学极化区）、欧姆极化区和浓差极化区，燃料电池正常工作在欧姆极化区。在实际工作工程中，由于有电流流过，电极的电位会偏离平衡电位，实际电位与平衡电位的差称作过电位，燃料电池的过电位主要包括：活化过电位、欧姆过电位、浓差过电位。因此，燃料电池的输出电压可以表示为：(7)U=U,-Ua -U ohm-Ucom其中，U为燃料电池输出电压，U,为燃料电池理论电动势，其公认值为1.229V。Uaa是活化过电位，分为阴极活化过电位和阳极活化过电位。主要由电极表面的反应速度过慢导致，在驱动电子传输到或传输出电极的化学反应时，产生的部分电压被损耗掉。Uohm是欧姆过电位，这种过电位是克服电子通过电极材料以及各种连接部件，离子通过电子质的阻力引起的。Ucom是浓差过电位，由电极表面反应物的压强发生变化而导致的，而电极表面压强的变化主要是由电流的变化引起的。输出电流过大时，燃料供应不足，电极表面的反应物浓度下降，使输出电压迅速降低，而输出电流基本不再增加

总的反应方程式： 2 2 2 2H +O =2H O （6） 在质子交换膜燃料电池中，阳极和阴极之间有一极薄的质子交换膜作为电解质，H +离 子从阳极通过这层膜到达阴极，并且在阴极与 O2 原子结合生成水分子 H2O。当质子交换膜 的湿润状况良好时，由于电池的内阻低，燃料电池的输出电压高，负载能力强。反之，当质 子交换膜的湿润状况变坏时，电池的内阻变大，燃料电池的输出电压下降，负载能力降低。 在大的负荷下，燃料电池内部的电流密度增加，电化学反应加强，燃料电池阴极侧水的生成 也相应增多。此时，如不及时排水，阴极将会被淹，正常的电化学反应被破坏，致使燃料电 池失效。由此可见，保持电池内部适当湿度，并及时排出阴极侧多余的水，是确保质子交换 膜电池稳定运行及延长工作寿命的重要手段。因此，解决好质子交换膜燃料电池内的湿度调 节及电池阴极侧的排水控制，是研究大功率、高性能质子交换膜燃料电池系统的重要课题。 在一定的温度与气体压力下，改变负载电阻的大小，测量燃料电池的输出电压与输出电 流之间的关系，即燃料电池的静态特性，如图 8 所示。该特性曲线分为三个区域：活化极化 区（又称电化学极化区）、欧姆极化区和浓差极化区，燃料电池正常工作在欧姆极化区。在 实际工作工程中，由于有电流流过，电极的电位会偏离平衡电位，实际电位与平衡电位的差 称作过电位，燃料电池的过电位主要包括：活化过电位、欧姆过电位、浓差过电位。 因此，燃料电池的输出电压可以表示为： U U U U U     r act ohm com （7） 其中， U 为燃料电池输出电压， Ur 为燃料电池理论电动势，其公认值为 1.229V。Uact 是活 化过电位，分为阴极活化过电位和阳极活化过电位。主要由电极表面的反应速度过慢导致， 在驱动电子传输到或传输出电极的化学反应时，产生的部分电压被损耗掉。 U ohm 是欧姆过 电位，这种过电位是克服电子通过电极材料以及各种连接部件，离子通过电子质的阻力引起 的。 Ucom 是浓差过电位，由电极表面反应物的压强发生变化而导致的，而电极表面压强的 变化主要是由电流的变化引起的。输出电流过大时，燃料供应不足，电极表面的反应物浓度 下降，使输出电压迅速降低，而输出电流基本不再增加

标准状态下的理论电动势1.22电化学极化区.总的过电位输出电压.-欧姆极化区(V)浓差极化区输出电流（A/cm2）图8燃料电池静态特性曲线3.质子交换膜电解池如图9示质子交换膜电解池原理图，其核心是一块涂覆了贵金属催化剂铂（Pt）的质子交换膜和两块钛网电极。电解池将水电解产生氢气和氧气，与燃料电池中氢气和氧气反应生成水互为逆过程，其具体工作原理如下：（1）外加电源向电解池阳极施加直流电压，水在阳极发生电解，生成氢离子、电子和氧，氧从水分子中分离出来生成氧气，从氧气通道溢出。(8)2H20=O2+4H*+4e（2）电子通过外电路从电解池阳极流动到电解池阴极，氢离子透过聚合物膜从电解池阳极转移到电解池阴极，在阴极还原成氢分子，从氢气通道中溢出，完成整个电解过程。(9)2H*+2e = H2(10)总的反应方程式：2H20=2Hz+02

图 8 燃料电池静态特性曲线 3. 质子交换膜电解池 如图 9 示质子交换膜电解池原理图，其核心是一块涂覆了贵金属催化剂铂（Pt）的质子 交换膜和两块钛网电极。电解池将水电解产生氢气和氧气，与燃料电池中氢气和氧气反应生 成水互为逆过程，其具体工作原理如下： （1）外加电源向电解池阳极施加直流电压，水在阳极发生电解，生成氢离子、电子和氧， 氧从水分子中分离出来生成氧气，从氧气通道溢出。 2H2O= O2+4H+ +4e （8） （2）电子通过外电路从电解池阳极流动到电解池阴极，氢离子透过聚合物膜从电解池阳极 转移到电解池阴极，在阴极还原成氢分子，从氢气通道中溢出，完成整个电解过程。 2H+ +2e = H2 （9） 总的反应方程式： 2H2O = 2 H2 +O2 （10）

川电源阴极阳极A氧气氢气水一水LL质子交换膜催化剂图9质子交换膜电解池工作原理水的理论分解电压为Uo-1.23V，如果不考虑电解器的能量损失，在电解器上加1.23伏电压就可使水分解为氢气和氧气，实际由于各种损失，输入电压在U=(1.5～2)U时电解器才能开始工作。根据法拉第电解定律，电解生成物的量与输入电量成正比。在标准状态下（1个标准大气压Po，温度为零摄氏度），设电解电流为I，经过时间t产生的氢气和氧气体积的理论值为：×22.4L(11)Vh,2F1ItVo."*2Fx22.4(12)式中：法拉第常数F=eXNA=9.648X10*C/mol；元电荷e=1.602×10-19C；阿伏伽德罗常数NA=6.022×1023mol"；It/2F为产生的气体分子的摩尔数；22.4L为标准状态下气体的摩尔体积。【实验仪器】1、新能源电池综合特性测试仪测试仪由电流表、电压表以及恒流源组成。（1）电流表：2A和200mA两档，三位半数显。（2）电压表：20V和2V两档，三位半数显。（3）恒流源：0~400mA，三位半数显

图 9 质子交换膜电解池工作原理 水的理论分解电压为 U0=1.23V，如果不考虑电解器的能量损失，在电解器上加 1.23 伏 电压就可使水分解为氢气和氧气，实际由于各种损失，输入电压在 Uin=(1.5～2)U0时电解器 才能开始工作。根据法拉第电解定律，电解生成物的量与输入电量成正比。在标准状态下（1 个标准大气压 P0，温度为零摄氏度），设电解电流为 I，经过时间 t 产生的氢气和氧气体积的 理论值为： L F It VH 22.4 2 2   (11) 2 1 22.4 2 2 O It V L F    (12) 式中： 法拉第常数 F=e×NA= 9.648×104C/mol； 元电荷 e = 1.602×10-19 C； 阿伏伽德罗常数 NA = 6.022×1023 mol-1 ； It/2F 为产生的气体分子的摩尔数； 22.4L 为标准状态下气体的摩尔体积。 【实验仪器】 1、 新能源电池综合特性测试仪 测试仪由电流表、电压表以及恒流源组成。 （1）电流表： 2A 和 200mA 两档, 三位半数显。 （2）电压表： 20V 和 2V 两档，三位半数显。 （3）恒流源： 0～400mA，三位半数显

HZIH新能源电池综合特性测试仪DH·FUC州大华饮贸制酒和居公司m± 390mA3强OO福一中环#入电流输入锅出电流调节图10测试仪面板2、太阳能电池测试架图11太阳能电池测试架主要技术参数如下：（1）太阳能电池参数：18V/5W，短路电流0.3A。（2）卤钨灯光源功率：300W，位置上下可调，改变光强。3、燃料电池测试架

图 10 测试仪面板 2、 太阳能电池测试架 图 11 太阳能电池测试架 主要技术参数如下： （1）太阳能电池参数：18V/5W，短路电流 0.3A。 （2）卤钨灯光源功率：300W，位置上下可调，改变光强。 3、 燃料电池测试架

1,3.短接插2.燃料电池电压输出4.氧气连接管5.氢气连接管6.燃料电池负极7.燃料电池正极9.储水储氧罐10.电解池负极11.电解池正极8.储水储氢罐13.电解池电源输入负极12.保险丝座（0.5A）13.电解池电源输入正极图12燃料电池测试架主要技术参数如下：（1）燃料电池功率：50~100mW；（2）燃料电池输出电压：500~1000mV;（3）电解池工作状态：电压：<2.5V，电流：<500mA：4、电阻负载0ZX21图13ZX21S电阻箱5、止水止气夹(a)关闭(b)打开图14止水止气夹【实验内容】1.太阳能电池特性测量

1,3. 短接插 2.燃料电池电压输出 4.氧气连接管 5.氢气连接管 6.燃料电池负极 7.燃料电池正极 8.储水储氢罐 9.储水储氧罐 10. 电解池负极 11.电解池正极 12.保险丝座（0.5A） 13.电解池电源输入负极 13.电解池电源输入正极 图 12 燃料电池测试架 主要技术参数如下： （1）燃料电池功率： 50～100mW； （2）燃料电池输出电压： 500～1000mV； （3）电解池工作状态：电压： < 2.5V， 电流：< 500mA； 4、 电阻负载 图 13 ZX21S 电阻箱 5、 止水止气夹 (a) 关闭 (b) 打开 图 14 止水止气夹 【实验内容】 1. 太阳能电池特性测量