有机太阳能电池内部串并联电阻对器件光伏性能的影响

在分析有机太阳能电池等效电路模型的基础上,利用W函数建立了电池伏安特性的显性关系,研究了电池内部串并联电阻对其伏安特性、短路电流、开路电压和填充因子的影响.研究结果表明:电池的短路电流只受其内部串联电阻的影响,而开路电压则只受其内部并联电阻的影响,同时串联电阻的减小和并联电阻的增大都有利于提高电池的填充因子和能量转换效率.这一结论对于有机太阳能电池的制备及其光伏性能的改善具有重要的指导作用.     

太阳能光伏电池的I-V测试研究

通过测试太阳能电池在不同面积、光强下的I-V曲线,分析开路电压、短路电流与太阳能电池填充因子的变化关系,寻找影响太阳能电池转换效率的因素.实验中通过比较理想填充因子和测得的填充因子,发现等效串并联电阻对太阳能电池的填充因子影响很大.如果减小串联电阻和提高并联电阻,可以在本实验条件下提高现有能量转换效率33%.     

光照强度对三种硅太阳能电池特性影响的实验研究

为了充分地利用太阳能,研究了光照强度对三种硅太阳能电池特性的影响。用实验方法对单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池特性与光照强度的关系进行了对比研究,系统分析、比较了三种硅太阳能电池输出功率、开路电压、短路电流、最佳负载电阻、填充因子、最大输出功率、光电转换效率与光照强度的关系。实验结果表明,光照强度对三种硅太阳能电池特性有显著影响且比较复杂。基于本文研究结果,在相关应用中就可以根据具体情况选用合适的硅太阳能电池。     

温度对太阳能电池特性的影响

对硅太阳能电池温度特性进行实验研究。在无光照条件下,太阳能电池可看做成一个PN结,正向电流在确定外加电压下是随着温度升高而增大的。用高压氙灯模拟太阳光,测得太阳能下电池不同温度的光照特性。温度升高使得太阳能电池短路电流Isc小幅升高,开路电压Voc降低明显,填充因子下降,光电转换效率明显下降。     

DJL—DE-11型太阳能电池电学性能研究

介绍了基于DJL—DE-11的太阳能电池I-V特性测试系统的工作原理,硬件设备。对硅型太阳能电池的输出特性进行了测量与分析,测量在无光照时、有光照时硅型太阳能电池的伏安特性、开路电压、短路电流、填充因子、相对光强。利用matlab软件数据模拟。进行数据拟合,得出了太阳能电池短路电流Isc、开路电压U。与相对光强J／J0之间的近似函数关系。     

晶体硅太阳能电池烧结工艺匹配性研究

为考察陡坡型和平台型烧结工艺的优劣,采用TPS烧结炉进行烧结工艺优化设置,分析烧结对硅太阳能电池光电性能影响的有关机理,并进行对比实验研究.结果表明,陡坡型烧结工艺优于平台型烧结工艺,表现在电池片开路电压和短路电流提升,串联电阻明显降低,并联电阻和填充因子显著提高,这对电池片转换效率的提升起到了关键作用,表明陡坡型烧结工艺与TPS烧结炉更加匹配.     

太阳电池填充因子随日照强度变化的理论分析与计算

根据太阳电池直流模型和最大功率点数学条件,推出短路电流、开路电压、最大功率点电流和电压 以及填充因子随日照强度变化的数学关系式;并选取２个电池分别计算出在不同日照强度下上述电池参数随日 照强度的变化率。验证了短路电流和最大功率点电流是近似跟日照强度成正比,开路电压和最大功率点电压是 近似跟日照强度的自然对数成正比。并提出了填充因子随日照强度的变化关系不具有简单的函数形式,而对不 同的太阳电池其变化关系也迥异。最后用Multisim的模拟结果检验了理论分析计算的正确性。     

InGaN p-i-n同质结太阳能电池性能的理论分析

基于复合速率连续性方程,理论分析了InGaN p-i-n同质结太阳能电池的性能.结果表明,随着In组分含量增加,载流子收集效率、填充因子和开路电压均减小,短路电流密度增大,这些因素导致太阳能电池转换效率先增大后减小.当In摩尔分数大约为0.6时,太阳能电池转换效率达到最大.当缺陷密度低于1016 cm-3时,缺陷密度对载流子收集效率和短路电流密度几乎没有影响,而当缺陷密度高于1017 cm-3时,随着缺陷密度增大,载流子收集效率、短路电流密度、开路电压、填充因子和转换效率均减小.In摩尔分数越高,缺陷密度对太阳能电池性能的影响越大.     

基于半残次硅片的太阳电池性能研究

选取了在硅片加工过程中产生的线痕片、厚片、薄片、崩片和TTV片共5种类型的半残次硅片,制备了太阳能电池,并在中山大学太阳能系统研究所进行了太阳电池片的实验研究,分析了这些残次片电池的开路电压、短路电流、填充因子、转换效率,研究结果表明,半残次硅片所制备的太阳电池性能良好:这些电池片的平均转换效率都达到了15.80%以上,填充因子可达73.98%,短路电流在5.10～5.28A之间,开路电压在0.62V以上,对于降低太阳电池成本具有一定参考价值.     

基于模型和实验研究单晶硅太阳能电池性能参数的温度效应

周围环境温度是太阳能电池进行能量高效转换最重要的影响因素.本文利用理论模型预测单晶硅太阳能电池各性能参数的温度效应,并通过实验测量单晶硅太阳能电池在不同工作温度下的J-V特性曲线,得出短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)和效率(η)等参数值.利用不同温度下各参数值的变化关系,找出温度波动对各参数的影响规律.研究发现,实验测量结果与理论计算值一致,短路电流密度随温度升高会出现微弱增加,但开路电压、填充因子和效率都随温度升高而降低,为太阳能电池的高效工作提供了有利的参考.     

Polaron-pair-dependent equivalent circuit parameters of organic solar cells based on CuPc and C<Subscript>60</Subscript>

We present the current-voltage characteristics of organic solar cells based on single and double heterojunction of copper phthalocyanine (CuPc) and C60 by introducing a constant JP instead of photo-current density Jph to represent the density of polaron-pairs generated from excitons at D/A interface. A diode Dext models polaron-pair dissociation, and a diode Drec stands for loss due to polaron-pair recombination. The photovoltaic response under AM 1.5 solar illumination at an intensity of 100 mW/cm2 is para...     

用LambertW函数求解太阳能电池的串联电阻

为准确计算太阳能电池的串联电阻,从太阳能电池单二极管模型的电流-电压特性方程出发,推导出一个用LambertW函数形式表示的串联电阻解析表达式.该表达式仅需将太阳能电池的电流-电压特性曲线和模型参数值代入其中即可求出串联电阻,避免了通常近似计算方法所引入的误差.不同类型和不同工作条件下太阳能电池串联电阻的计算结果验证了文中计算方法的准确性和实用性.     

平流层飞艇光伏电池传热特性

太阳能是平流层飞艇的理想能源,其热特性与飞艇浮力,蒙皮强度息息相关。准确预测飞艇的温度场是飞艇设计的重要步骤,但现有研究缺乏对太阳能电池的热特性分析。本文提出了一种包括太阳辐射,天空、地面长波辐射,蒙皮红外辐射和对流换热的飞艇模型,将几何模型离散化,编写C++程序计算了和分析了光伏电池的转化效率,吸收率、发射率、热阻和飞艇朝向对飞艇热性能、光伏阵列输出功率的影响。结果表明,较大的光伏阵列转化效率,发射率和等效热阻有利于改善飞艇“超冷”和“超热”现象的改善。光伏电池的辐射特性对光伏电池和氦气温度的影响最大：吸收率从0.5增加到0.9,主氦气囊昼夜温差升高约11.2K,光伏电池最高温度升高约29.8K;发射率0.1增加到0.9,主氦气囊昼夜温差降低约15.3K,光伏电池最高温度降低约50.2K。本文计算结果为飞艇的热稳定性的优化提供参考。     

太阳能光伏发电系统的计算机仿真与分析

借助LabVIEW软件平台,建立了太阳能光伏发电系统的模型,动态地模拟了真实太阳能光伏发电的过程,展示了太阳辐射强度的变化对太阳电池输出特性曲线的影响．建立了光伏发电最大功率跟踪模型,以家用光伏发电系统为例,进行了优化设计;并通过计算机仿真对系统作了检测评估,分析了影响光伏发电效率的因素．     

具有MPPT功能的光伏系统仿真

光伏发电受制于太阳能电池较低的转换效率,使得其最大功率点的跟踪,成为提高光伏发电效率的关键。通过对太阳能电池等效电路和输出特性的分析以及对最大功率点跟踪原理的研究,利用 Matlab/Simulink,并结合Boost 电路,构建了通用型的光伏系统仿真模型。该仿真模型采用扰动观测法跟踪太阳能电池最大功率,并对太阳能电池在环境温度、日照强度固定及动态变化情况下的最大功率点跟踪进行了仿真测试,测试当两者同时变化时,日照强度变化对太阳能电池输出功率的最大值影响比较大,其中当日照强度增大200,W/m2时其输出最大功率增幅达28%。仿真结果表明,该模型能够准确迅速地对太阳能电池的最大功率点进行跟踪。     

Coaxial silicon nanowires as solar cells and nanoelectronic power sources

Solar cells are attractive candidates for clean and renewable power; with miniaturization, they might also serve as integrated power sources for nanoelectronic systems. The use of nanostructures or nanostructured materials represents a general approach to reduce both cost and size and to improve efficiency in photovoltaics. Nanoparticles, nanorods and nanowires have been used to improve charge collection efficiency in polymer-blend and dye-sensitized solar cells, to demonstrate carrier multiplication, and to enable low-temperature processing of photovoltaic devices. Moreover, recent theoretical studies have indicated that coaxial nanowire structures could improve carrier collection and overall efficiency with respect to single-crystal bulk semiconductors of the same materials. However, solar cells based on hybrid nanoarchitectures suffer from relatively low efficiencies and poor stabilities. In addition, previous studies have not yet addressed their use as photovoltaic power elements in nanoelectronics. Here we report the realization of p-type/intrinsic/n-type (p-i-n) coaxial silicon nanowire solar cells. Under one solar equivalent (1-sun) illumination, the p-i-n silicon nanowire elements yield a maximum power output of up to 200 pW per nanowire device and an apparent energy conversion efficiency of up to 3.4 per cent, with stable and improved efficiencies achievable at high-flux illuminations. Furthermore, we show that individual and interconnected silicon nanowire photovoltaic elements can serve as robust power sources to drive functional nanoelectronic sensors and logic gates. These coaxial silicon nanowire photovoltaic elements provide a new nanoscale test bed for studies of photoinduced energy/charge transport and artificial photosynthesis, and might find general usage as elements for powering ultralow-power electronics and diverse nanosystems.     

具有负反馈特征的光伏-温差联合发电模型与效率分析

太阳能电池输出功率随着温度升高而降低,半导体温差发电模块输出功率随着温差的增大而升高.结合两者输出功率随温度变化的关系,利用烟囱效应巧妙设计了一套具有负反馈作用的光伏 温差联合发电系统,并对其进行了效率和环境分析.结果表明:系统处于稳定工况时,温差模块可以提供输出功率4.3 W,光伏电池比自然冷却方式下的输出功率增加6.9%,系统的光电转换效率增加1.42%,效率达到12.06%,在寿命期内比火力发电减排NOx 9.7 kg、CO2 742.9 kg、SO2 9.6 kg;系统可以有效地控制电池板与环境的温差在22 ℃左右,增加电池板的使用寿命,这对可再生能源的应用具有理论指导意义.     

太阳能光热发电的集热技术现状及前景分析

太阳能光热发电是目前太阳能利用领域中发展最为迅速、最具研究价值的技术之一,相较于光伏发电具有输出连续稳定可调、碳排放量低等独特的优势.作为光热电站的最主要投资部分,太阳能集热系统对光热发电性能具有重要影响.针对光热发电在集热技术上的发展现状进行了阐述,指出了目前集热技术路线存在的主要问题,并由此对太阳能光热发电集热系统的发展前景进行了合理展望与分析.