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.     

硅太阳电池聚光光伏组件的温度场有限元分析

本文介绍了利用有限元方法分析模拟硅太阳电池聚光光伏组件的温度场,得到影响硅太阳电池聚光光伏组件温度变化的主要因素,为硅太阳电池聚光光伏组件的散热设计提供依据。     

晶体Si和GaAs太阳电池背场结构的研究

文章从理论和实验上分析了Si太阳电池和GaAs太阳电池各自背场结构特点，指出它们之间的异同。     

聚光与冷却条件下常规太阳电池的特性

为进一步开发常规电池的聚光光伏热电系统提供指导和依据,设计加工了太阳能电池的冷却换热器,建立了聚光条件下太阳电池热电性能试验系统,并对聚光强度为0.85～20kW/m2、无冷却和采用水自然对流冷却条件下常规太阳电池的热电特性进行了试验测试,研究结果表明,常规太阳电池入射光强为1kW/m2的峰值输出功率为66W/m2;采用聚光但不进行冷却,入射光强为3.3kW/m2时仍有较高效率,此时其峰值输出功率为177.7W/m2,是不聚光的2.7倍。采用聚光并进行冷却后,常规电池在光强为6kW/m2时仍有较高效率,此时其峰值输出功率为318.5W/m2,是不聚光的4.8倍;当光强在1～20kW/m2范围内的时候,设计加工的换热器能够保证在聚光状态下太阳电池低于60℃,使电池在较高的转换效率下工作。     

一种新型聚光光伏组件的光学设计

传统的聚光光伏组件(CPV)采用菲涅耳透镜聚光或者大型反射式聚光。这些组件的尺寸较大,不利于聚光光伏组件的小型化与模块化。该文主要设计制作了一种新型平板反射式聚光器,并应用到聚光光伏系统中完成相关测试,上述工作均在顺德中山大学太阳能研究院完成。该文提出了一种新型的平板反射式聚光器的设计方法。文章首先介绍聚光器的建模方法,然后进行软件模拟与分析,最后制作聚光器并组装成聚光光伏组件(CPV)进行相关测试,组件的结构设计也将详细介绍。测试结果表明通过该光学设计方法能够灵活,有效的设计适应不同应用要求的反射式聚光器。     

多曲面槽式聚光太阳电池电热联供系统性能研究

介绍了一种多曲面槽式太阳能聚光器的工作原理,对该装置进行了三维建模,利用光学分析软件对该聚光器安装平板式太阳电池进行光线追迹分析,直观地再现了聚焦光线的分布.基于该多曲面槽式聚光系统,提出一种新型的聚光太阳电池电热联供系统(TCPV/T).该系统能够有效利用太阳辐射能量,提高太阳电池输出电功率、光电转换效率,并将太阳电池产生的热量有效回收,实现聚光发电系统对外输出电能、热能.构建了多曲面槽式聚光多晶硅太阳电池电热联供实验系统.实验结果表明,在约3倍太阳聚光作用下,与非聚光平板电池、安装于同一聚光器内的太阳电池输出电功率相比,聚光电热联供系统输出最大电功率分别提高了96.4%和64.2%,系统综合性能效率达到62.8%.     

非晶硅／多晶硅太阳电池吸收层厚度的设计优化

为非晶彬多晶硅太阳电池设计增加了一层重掺杂的非晶硅薄膜作为背场,利用AMPS程序模拟发现电池的光伏性能明显改善．模拟中还发现,有无背场时,电池的转换效率分别在吸收层厚度为5μm和15μm时达到峰值,故有背场的太阳电池更有利于节约材料,降低成本．     

局部背接触太阳电池背场铝浆研究

为了提高局域背接触太阳电池的电性能,研究了铝粉物性(氧含量、粒径)对局域背接触太阳电池背场铝浆性能的影响,探究了烧结工艺对局域背接触太阳电池填充率、铝背场厚度和电性能的影响.结果表明:低氧含量铝粉和小粒径铝粉活性较高,铝粉和玻璃粉的反应温度较低,铝硅原子间扩散程度较大,可获得较厚的铝背场和较低的填充率;适中的烧结温度能够平衡填充率和铝背场厚度,峰值烧结温度为778.6℃时,填充率达到62.35%,铝背场厚4μm左右,转化效率最高,达到21.16%.     

带有CGL：B：C的大面积a－Si：H太阳电池的研制

报导了在Ｐ／Ｉ界面引入ＣＧＬ：Ｂ：Ｃ＊缓冲层对大面积（２７９０ｃｍ２）单结集成Ｐ－Ｉ－Ｎ型。ａ－ＳＩ：Ｈ太阳电池性能影响的研究结果．实验发现：带有ＣＧＬ：Ｂ：Ｃ层的ａ－ＳＩ：Ｈ太阳电池性能的提高主要是填充因子ＦＦ的增加所导致，实验所得电池的ＦＦ平均达６０．３３％，平均有效面积转换效率ＦＦ达６．０％，分别比目前的生产水平（ＦＦ＝５３．９％，ＥＦ＝５３％）提高了１１．９９％和１３．２％．最后，依据建立的电池能带模型，从理论上解释了引入ＣＧＬ：Ｂ：Ｃ后电池性能得以提高的原因．     

太阳电池伏安特性测试仪的研制

阐述了实验室测量太阳电池参数的方法、条件．设计了一种可调电位差补偿测试线路．另外,结合温度对太阳电池性能的影响,研制了测试系统中的温控装置．测试结果表明该装置能满足对高效硅太阳电池测试的要求．     

日光温室内太阳辐射照度分布的试验研究

为了解不同天气条件下,太原地区日光温室内光照度的时空分布规律和PVC膜透射率与时间的关系,在该地区一实际日光温室中利用TBQ-2总辐射表,对不同天气条件下室内外太阳辐射照度进行了连续测试。结果表明,PVC膜对太阳辐射的透射率随太阳高度角的增大而增大;晴天的透射率最大,阴天的最小;晴天室内最大太阳辐射可达阴天的5倍左右;温室竖向的辐射照度均匀性要好于横向,阴天的辐射照度均匀性要好于晴天;后坡和保温棉被卷起后的遮阴,不利于后墙充分吸收和转移太阳能而全天候平衡室内气温。     

阳光、光群场和太阳能飞行器研究

传统能源稀缺已直接影响世界各国经济和人类生活,并已成为人类未来能否在地球上继续生存亟待解决的问题。由于地球能源中除核能、地热能与地球形成初期的状况有关外,一切已知的化学能量都是直接或间接来自太阳,因此人类所面临的能源困境,其实是太阳能量得失失衡的问题,其根源在于人类消耗能量的速度,已明显高于太阳能的直接或间接收集效率以及转化利用率。太阳能是目前人类主要的持久能源,要充分利用太阳能就必须进一步揭示阳光更深层的本质和运动规律,进而研制出可以高效收集和转化利用太阳能的新装置设备。本文简要讨论关于阳光的若干问题,提出光群场假设和光微粒、子光群、光源常数、子光群分布密度、持久能源等新概念,并简述借助太阳能飞行器来研究太阳能的创新方法,以及中国太阳能飞行器研制及其科学意义。     

太阳能电池制备工艺理论研究

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源,对太阳能电池的研究与开发也变得日益重要;但是太阳能电池的转化效率低,制备工艺复杂,使得成本一直居高不下,远不能达到大规模应用的要求。本文在现有的材料,电池结构和生产工艺的基础上,研究其转化效率不高的影响因素,进而提出优化方案。     

太阳光入射方向的检测与太阳能电池板方位控制系统

太阳能电池板方位控制系统由光敏检测电路、单片机和步进电机等部件组成,其中光敏检测电路采集入射光方向信息,并将其转化成电信号。当入射光线与检测标杆形成角度差时,标杆阴影遮挡光敏电阻受光面,系统通过检测被遮挡的位置,确定太阳能电池板的偏移方向。检测信号经过调理电路、单片机处理后,输出控制信号控制步进电机在水平、仰角方向转动,使太阳能电池板正对太阳光,以获取最大光能。     

太阳电池负载特性补偿测试法研究

将克希荷夫回路电流定律应用于太阳电池负载特性测试的补偿法电路分析,得到回路电流关系式、最小电源电压及最小功耗桥路电阻的关系式．设计了直接法与补偿法相结合的测量电路     

太阳能电池及材料研究和发展现状

文章介绍了不同材料的太阳能电池,如单晶硅、多晶硅、多晶硅薄膜、非晶硅薄膜、CuInSe2、CdTe、染料敏化等太阳电池主要制备工艺、典型结构与特性.简要说明不同电池商品化生产情况及光伏产业发展趋势.     

多晶硅薄膜太阳电池电子辐照研究

利用静电加速器对多晶硅薄膜太阳电池进行了电子辐照实验。电子能量为1MeV,分别以1014e/cm2、1015e/cm2和1016e/cm2电子辐照注量进行辐照,首次获得了多晶硅薄膜太阳电池在高注量的电子辐照后,性能衰降比晶体硅大的结果。结合太阳电池理论和半导体材料的电子辐照效应给出了合理的解释。     

非晶硅太阳电池背接触界面和n型层参数敏感性研究

在参照国内外大量实验测量数据的基础上,建立了pin结构非晶硅太阳电池的计算模型．通过一系列模拟计算和分析,研究了电池3个外部特性和能量转换效率对背接触界面和n型层参数的敏感性．结果表明,背接触势垒高度和n型层掺杂浓度是对电池外部特性参数有显著影响的敏感参教;背面反射率只对短路电流和转换效率的改善有贡献且最大增幅均小于10％;背接触界面载流子表面复合速率和n型层的厚度、迁移率隙、载流子迁移率等参数对电池各外部特性的影响均很小．根据对计算结果的分析,提出了背接触界面和n型层参数的一组优化值,并指出背接触势垒高度和n型层掺杂浓度应作为理论和工艺研究重点．     

太阳电池减反射膜设计与分析

根据光学薄膜原理，利用计算机程序对太阳电池减反射膜进行模拟仿真，得到反射率R(λ)与波长λ的关系曲线，并利用曲线对减反射膜进行优化．设计出几种常用材料制备单、双、三层减反射膜时的最佳膜系参数。为太阳电池减反射膜的制备提供理论依据．分析了电池封装和电池表面钝化对反射曲线的影响，并验证了实验结果．     

铅基钙钛矿太阳能电池界面工程的研究

在wxAMPS太阳能电池数值模拟软件微平台上,对ITO/ZnO/界面层(IFL)/MAPbI₃/Sprio-OMeTAD/Au结构的钙钛矿太阳能电池(PSCs)的电子传输层(ETL)/吸收层的界面工程进行研究。结果表明:在界面层缺陷密度低于1014 cm-3时,PSCs的电池性能几乎不变,当缺陷密度高于1014 cm-3时,PSCs的电池性能急剧下滑。当界面层与吸收层亲和势差(Δχ)在-0.7~-0.1 eV范围时,各项电池性能参数均随Δχ的增大而增大;当Δχ在-0.1~0.5 eV范围时,各项电池性能呈平缓增长;当Δχ大于0.5 eV时,电池的短路电流(J_SC)呈平缓增长趋势,而开路电压(V_OC)、填充因子(FF)及光电装换效率(PCE)快速降低。当带隙E_g在0.9~1.4 eV范围内增大时,PSCs的V_OC、FF和PCE均上升;当带隙E_g大于1.4 eV,PSCs的各项性能参数基本不变。