多结太阳电池量子效率测试系统的设计与实现

为满足多结太阳电池各子电池量子效率的测量,搭建了一套带有偏置光与偏置电压的量子效率测试系统.在阐述了多结太阳电池量子效率测试的原理的基础上,详细介绍了测试系统的结构,并采用Vis-ual Basic语言成功开发了测试系统的控制软件.特别讨论了偏置光与偏置电压的应用与标准电池的选择,最后利用该系统成功地测试了GaInP/GaAs/Ge 3结太阳电池的量子效率,光谱响应为0.3～1.88μm.     

GaAs太阳电池减反射膜的设计

利用实际测量的光谱响应结果来对GaAs单结太阳电池减反射膜进行设计优化. 先初步设计单结GaAs太阳电池SiN减反射膜厚度,然后太阳电池片样品进行光谱响应测量. 利用实际测量的光谱响应结果推算电池样品在AM1.5条件下的无反射时光谱响应,根据计算的结果来对GaAs单结太阳电池减反射膜厚度进行设计优化. 优化结果表明83nm为GaAs单结太阳电池单层减反射膜厚度的最优值.     

高效GaAs/Si叠层电池设计优化

模拟一种高效GaAs/Si两结叠层电池结构,将硅材料作为叠层电池的一个底电池利用起来,拓展光谱吸收.分别讨论了隧穿结和子电池对叠层电池的影响,结果表明薄的GaAs隧穿结可以获得高效率的叠层电池,1.05μm厚的顶电池基区是子电池电流匹配的最优条件,厚的底电池有助于叠层电池效率的提高.优化后的叠层电池在一个太阳,AM l.5G光照条件下,效率可达到43.86％,其相应的开路电压Voc=1.76 V,短路电流密度Joc=28.64 mA/cm2,填充因子FF=87.25％,该设计为硅基高效太阳能电池的制备提供理论参考.     

近几年太阳能电池的研究进展与发展趋势

该文主要介绍近几年来太阳能电池的最新研究进展,结合不同种太阳能电池的效率走势图分析了影响单晶硅太阳能电池．多晶硅太阳能电池．硅基薄膜电池,铜锢镓硒薄膜电池,碲化镉薄膜电池,运用新技术制造的聚光砷化镓电池和多结太阳能电池效率的主要因素还有未来的发展趋势以及未来发展中可能会面临的一些问题。     

有机太阳能电池的研究进展

回顾了近五年有机太阳能电池在电池材料和器件性能方面的研究进展．在材料方面,合成具有低带隙的化合物,使之与太阳光谱有更好的匹配,以提高对太阳光的吸收范围;在器件方面,通过使用异质结和纳米结构,使之在增加光吸收的同时保证激子的分离与有效迁移．有机聚合物太阳能电池是有机太阳能电池的发展方向,设计并合成具有低带宽和低HOMO能级的D—A型聚合物是提高其理论光能转化效率的关键．通过改进与提高电池的制作技术,充分挖掘新材料的潜力,将获得较大光能转换效率的有机太阳能电池．     

平流层飞艇太阳能电池热性能数值模型

平流层飞艇太阳能电池的温度对电池转化效率有着显著的影响;同时在正午时分可能对飞艇蒙皮以及内部浮升气体的温度造成不利的影响,并恶化飞艇的"超热"、"超压"现象。因此,很有必要对平流层飞艇太阳能电池热性能进行分析;但是相关研究却不是很全面。建立了平流层飞艇太阳能电池热性能分析数值模型,包括太阳能电池的太阳辐射模型、多层热传递模型。基于该数值模型,开发了MATLAB仿真程序。设计并开展了飞艇太阳能电池温度地面测试试验,对所建的热模型进行了验证。在研究过程中,分析了太阳能电池在一天内的温度变化情况。此外,详细讨论了日期、隔热层、太阳能电池外部封装层透波率以及风速等因素对于太阳能电池温度的影响。可以为平流层飞艇太阳能电池的设计提供有用的参考信息,为平流层飞艇热控制及热设计提供依据。     

有机太阳能电池光电参数的微机化自动测试系统

鉴于有机太阳能电池材料选择的多样性,本文研制出一套微机化自动测试系统。它可以自动测定短路电流、开路电压的光电作用光谱、量子效率的光谱响应以及禁带宽度等参数,为寻求一种有效的有机光电转换材料提供了方便。该系统也可用于无机材料太阳能电池的研究。     

共敏化有机染料分子对敏化太阳能电池短路电流密度的影响

基于实验报道的有机共敏化剂D35和XY1,运用量子化学手段研究了有机染料的电子结构和光电转换效率之间的关系.通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了电子结构和电子吸收光谱,研究对比了基于D35衍生设计的染料分子1-6.结果表明,D35分子共轭桥的甲氧基化提高了染料分子的可见光吸收强度,拓宽了光谱响应范围,使共敏化有机染料电池的最大短路电流密度明显提升.该研究可为有机染料共敏化太阳能电池的理性分子设计提供理论依据.     

一种高性价比的复合太阳能电池发电系统

本文论述了以晶体硅太阳能电池单板和非晶硅太阳能电池单板复合组成高性价比太阳能电池组发电系统，此系统能够很好的平衡转换效率和制造成本．在同等条件下能够比传统的太阳能发电系统制造成本低15％。文章首先简单介绍了太阳能电池研究现状；然后介绍了本系统的组成：随后给出了该系统的理论设计；最后通过实验仿真并分析了该系统的高性价比。     

浅结硅光伏电池光响应特性实验研究

实验研究了电子束辐照诱导半导体掺杂技术制作的浅结硅光伏电池光响应特性。给出其相对光谱响应和激光感生光电压值。结果表明该器件具有较好的光响应特性。     

p-a-SiC:H降低晶体硅异质结太阳能电池寄生损失的研究

使用宽带隙的p型氢化非晶硅碳(p-a-SiC:H)薄膜作为晶体硅异质结(SHJ)太阳能电池的窗口层,使用时域有限差分法(FDTD)模拟证明,p-a-SiC:H不仅能明显降低窗口层的短波寄生吸收损失,而且可以减少SHJ太阳能电池的反射损失,从而增强SHJ太阳能电池的光谱响应。实验结果也证明,使用优化的p-a-SiC:H窗口层可以提升SHJ太阳能电池的短路电流(J_sc)达1.4 mA/cm²,电池光电转化效率达到了21.8%。这主要是由于p-a-SiC:H低的寄生吸收以及使用p-a-SiC:H窗口层降低了SHJ太阳能电池的反射损失所致。     

红外探测器光谱响应测量研究

设计了一个红外探测器的光谱响应测试系统,并对系统原理进行了分析.对不同温度和频率情况下的热释电探测器进行光谱响应实验.实验结果表明,热释电探测器对红外辐射信号的响应不同,但电压变化曲线的趋势基本一致,从而验证了红外探测器光谱响应理论.该设计能有效抑制系统的干扰信号,提高信噪比,具有测量精度高、稳定性好的优点.     

非晶/微晶相变区硅基薄膜太阳能电池研究进展

综述了非晶/微晶相变区硅基薄膜的微观结构、光电特性及其在太阳能电池中的应用进展.稳定优质的宽带隙初始晶硅薄膜处于非晶/微晶相变区的非晶硅一侧,其相比于非晶硅具有更高的中程有序性和更低的光致衰退特性.低缺陷密度的窄带隙纳米晶硅薄膜处于非晶/微晶相变区的微晶硅一侧,有效钝化的纳米硅晶粒具有较高的载流子迁移率和较好的长波响应特性.基于上述相变区硅薄膜材料的叠层电池已经达到13.6%的稳定转换效率.掺锗制备的硅锗薄膜可进一步降低薄膜的带隙宽度,引入相变区硅锗合金薄膜后,三结叠层电池初始效率已经达到16.3%,四结叠层太阳能电池理论效率可以超过20%.     

益阳市典型天气条件下3种硅太阳能电池的光电效率测试比较

测试了益阳市4种典型天气(晴天、少云、多云、阴雨)条件下的太阳能单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅薄膜电池的性能参数,比较了3种太阳能电池的光电转换效率,测试结果表明:在晴天和少云的天气下,单晶硅太阳能电池效率最高,约为10.0%左右,多晶硅电池次之,为9.0%左右,非晶硅电池的光电效率最低,为4.5%左右,随着云层的增厚,单晶硅、多晶硅电池光电效率下降,而非晶硅薄膜电池光电效率略有上升,该测试结果对长江中游地区应用太阳能光伏系统具有一定的参考价值.     

菲涅尔高倍聚光PV/T系统的均光优化与热特性研究

为提高三结砷化镓太阳能电池芯片表面能流分布的均匀性,对菲涅尔高倍聚光PV/T系统采用正交试验法进行多因素均光优化,并根据极差分析结果进一步优化得到光斑均匀性89.11%、光学效率89.29%、接收角1.09°的菲涅尔高倍聚光系统。将计算所得能流密度加载至电池芯片表面,通过有限元分析法模拟了电池芯片的温度分布,并与原系统、菲涅尔单级聚光系统和理想均匀辐照度下电池芯片温度分布进行比较。研究结果表明优化后的能流分布更均匀;电池芯片表面的温差随着能流密度分布均匀性的增加而减小,优化的菲涅尔高倍聚光系统能有效降低电池芯片中心位置能流密度,提高能流和温度分布的均匀性。     

电动汽车的多模式复合电源能量管理自适应优化

为提高电动汽车的多模式复合电源系统效率,提出一种能量管理自适应优化方法。对多模式复合电源工作模式进行分析,设计超级电容自适应参考电压。建立复合电源系统效率优化目标函数,并结合电池荷电状态和超级电容电压设计电池输出功率补偿规则和能量管理自适应优化方法。搭建多模式复合电源系统仿真模型和测试平台进行测试。测试结果表明:在UDDS和NEDC路况下,与滞环控制相比,采用能量管理自适应优化的多模式复合电源系统效率分别提高1.13%和1.02%。采用能量管理自适应优化的多模式复合电源不仅能自适应选择工作模式和完成电池输出功率补偿,而且避免了电池输出功率突然增大,保证了电池安全。     

光伏电池相对光谱响应测试方法的研究

给出了光伏电池的相对光谱响应的脉冲光源测试法，相应的测试装置无需锁相放大器和斩波器．测试方法新颖，测试仪器简单可靠，为光伏电池参数的工程测试提供了一种有效的手段．     

前瞻晶体硅太阳能电池未来产业化——高效N型背结前接触和背结背接触晶体硅太阳能电池

文章综述了N型背结背接触和背结前接触晶体硅太阳能电池的研究和产业化的最新进展.从原理上阐述了N型背结背接触电池高效率的原因.从研究的角度,综述和点评了国际上几个研究小组在N型背结前接触晶体硅电池方面的研究工作.论述了丝网印刷Al烧结法制备N型背结背接触电池方面的研究进展.     

太阳能电池光电转换效率的分析研究

本文先分析影响太阳能电池光电转换效率的主要因素,然后分析常规工艺PN结太阳能电池和MIS太阳能电池转换效率低的原因。在此基础上,1983年4月笔者对电池的内部结构进行了改进,并研制出一种新型太阳能电池——MINP太阳能电池,使电池的转换效率从10%左右提高到17%。     

钙钛矿太阳能电池电子传输层的研究进展

虽然目前钙钛矿太阳能电池在效率和器件稳定性方面取得了一定突破,但是由于受到电子传输层的影响,其效率仍低于理论值且器件稳定性仍有提高的空间。系统介绍了典型的钙钛矿太阳能电池结构以及无机/有机电子传输材料各自的优缺点,并结合器件效率和稳定性梳理了单层、双层以及三层电子传输层钙钛矿太阳能电池的研究进展,最后对于合理设计电子传输层材料以兼顾钙钛矿太阳能电池的光电性能和稳定性提出了展望,以期为进一步提升钙钛矿太阳能电池性能提供借鉴。