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。     

硅太阳电池解析模型分析与参数修正

通过对硅太阳电池的数学模型的分析,文章给出了一种利用硅太阳电池的开路电压、短路电流以及最大输出功率点处的电压、电流确定模型参数的方法,并提出不同光强下硅太阳电池的模型参数修正方法;对硅太阳电池进行了仿真及实验测量;数据分析结果表明,该方法确定的模型在低倍光强下能够反映硅太阳电池的特性.     

一种改进的硅太阳能电池非线性工程数学模型

针对现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高的缺点,基于硅太阳能电池的理论数学模型,提出一种改进的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型.忽略一些次要因素的影响,仅仅利用硅太阳能电池生产厂商提供的、标准测试条件下的4个电气参数,即短路电流Isc-ref、开路电压Uoc-ref、最大功率点电流Im-ref和最大功率点电压Um-ref.更重要的是,该模型首次考虑在任意光强和温度下的串联电阻参数的影响,以提高精度.进行了太阳能电池输出电气特性试验,并与基于简化模型的仿真对比.结果表明,该模型的误差一般都在6%以内,满足工程应用的精度要求.     

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。     

硅光电池功率计

我们用硅光电池试制了激光功率计,见图1。用于0.5μ～1.1μ激光功率的测量,可测功率范围是0.1mW～100mW,测量误差小于10%。硅光电池输出特性之一是它的短路电流与入射光强成正比,而且其短路电流的温度系数较小,在20℃时,仅为2μA/℃,即变化率为0.1%/℃,室温变化±20℃引进的误差为2%。硅光电池的另一输出特性是开路电压与入射光强的对数成正比,但开路电压的温度系数很大,在20℃时约为3mV/℃,即变化率为0.8%/℃,室温变化±20℃引     

日照强度和内部电阻对太阳能电池光伏性能的影响

在分析太阳能电池等效直流电路的基础上,利用电流-电压特性的函数关系式,建立了太阳能电池的仿真模型,研究了日照强度和内部电阻对电池伏安特性和光伏性能（如短路电流、开路电压、填充因子、输出功率和光电转换效率）的影响.研究结果表明：日照强度和内部串联电阻不仅明显影响了太阳能电池的伏安特性、短路电流和开路电压,而且也明显影响了太阳能电池的输出功率、填充因子和光电转换效率,同时太阳能电池的输出特性具有明显的非线性特征,并且存在一个最大的输出功率点和一个最佳的负载电阻值.     

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.     

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%.     

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.     

双V型槽式低倍聚光光伏系统实验研究

为了减少单位产能所需的电池面积和降低光伏系统发电成本,采用低倍聚光器将太阳光汇聚在光伏电池上,对太阳电池进行低倍聚光.设计双V型槽式低倍聚光光伏系统,利用太阳跟踪系统和数据采集系统研究了在不同聚光条件下,常规单晶硅太阳电池组件的短路电流、开路电压、最大功率等电池特性参数,利用在电池组件下加装散热器来解决聚光后组件温度升高的问题.实验结果表明,采用双V型低倍聚光后,电池功率提高了27%,短路电流提高了25%,开路电压和填充因子变化不大,电池表面温度升高到44.8℃.利用双V型槽式低倍聚光光伏系统,增大了电池组件发电功率,为使用简单可靠的聚光器降低光伏系统发电成本提供了有效方法.     

空间用高效率硅太阳电池

本文阐述空间用高效率PESC硅太阳电池的理论设计和工艺实验研究.将电池设计为浅结密栅,在前表面热生长一超薄SiO_2钝化层,并制作了双层减反射膜,使电池的开路电压、短路电流和填充因子都得到较大改进.在AM1.5光照条件下,短路电流密度高达37.4 mA/cm~2,光电转换效率达到18.03%.     

氢等离子体处理P层对非晶硅太阳能电池开路电压的影响

为拓展非晶硅太阳能电池的应用,有必要提高其开路电压。本文讨论氢等离子体处理对P层和非晶硅太阳能电池性能参数的影响。结果表明：用氢等离子体处理P层可以使电池的平均开路电压提高0．0257V,平均填充因子提高0．039,平均能量转换效率提高0．45％,实验中获得的最高开路电压为0．99V。用氢等离子体处理P层可以提高P层的晶相比,使更多的光子被本征层吸收。此外,这种处理工艺与非晶硅太阳能电池的制备工艺相兼容。     

基于β辐射伏特效应的NPN结型换能结构研究

针对PN结型换能器件收集效率低,短路电流小等缺点,首次提出NPN结型核电池换能结构.用电子束对设计制作的NPN结型换能器件进行双面辐照实验,实验结果表明NPN结型换能结构能够通过降低P区掺杂浓度提高耗尽区宽度,减小换能器件厚度降低体电阻,增大短路电流,获得较大的能量转换效率.     

ZnO陷光结构材料的制备及其太阳能电池性能的研究

采用一步低温水溶液法在未制绒的单晶硅材料表面制备ZnO纳米棒阵列陷光结构材料,通过调控生长温度,对纳米棒阵列参数进行调控.利用扫描电子显微镜对不同条件下制备的ZnO纳米棒阵列材料的形貌进行表征,探究生长温度对阵列参数的影响.采用X射线衍射仪、荧光分光光度计、紫外-可见-近红外光谱仪对ZnO纳米棒阵列的晶体结构及光学特性进行分析.结果表明:低温水溶液法制备的ZnO纳米棒阵列结构具有较好的晶体品质、较高的透过率及较好的陷光效果.与2种材料(未制绒的裸硅片、仅有SiN_x减反射层的硅片)的表面相比,陷光结构硅的表面反射率有较大幅度的降低.将该陷光结构材料应用于未制绒且镀有SiN_x减反射层的单晶硅太阳能电池,与裸硅表面材料的太阳能电池相比,该电池的短路电流密度及转换效率分别提高了30.19%和33.87%.该陷光结构材料具有较好的陷光效果,且易于通过调控生长条件对其陷光效果进行优化.     

太阳电池并联电阻对I-V曲线的影响

忽略串联电阻,从太阳电池的I-V特性方程,数值分析并联电阻对I-V特性曲线的影响。正常情况下,并联电阻只影响太阳电池的填充因子,对开路电压和短流电流没有影响,但并联电阻极小时,能减小开路电压。并联电阻较小时,能显著地降低填充因子。从短路电流处的斜率,可以简便地计算太阳电池的并联电阻。     

A mask-less scheme to generate nano-honeycomb-textured structures for solar cells

Honeycomb structure is extraordinarily effective to trap light,and the efficiency of solar cell with this texture is as high as 24.4%.In this paper,plasma immersion ion implantation and acid etching are applied to texture multi-crystalline silicon.Surface reflectivity and surface morphology are investigated by UV–Vis–NIR spectrophotometer and field emission scanning electron microscopy,respectively.We found that random nano-honeycomb structures have been formed on silicon surface.The weighted average reflectance is 7.68%from 300 to 1,100 nm wavelength region.We obtained honeycomb-textured solar cells following standard fabrication protocol.These solar cells show obvious better performance in short circuit current density([5.4%)and efficiency(*0.8%absolute)compared with acid-textured cell,while other performance parameters,such as open circuit voltage and fill factor,are not deteriorated.