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%.     

V型槽聚光下PV系统的性能研究

设计制作了V型槽聚光PV系统,基于此系统对多晶硅电池阵列和空间太阳电池阵列进行实验研究。结果表明,V型槽聚光下多晶硅电池阵列的最大输出功率为6.198W,是非聚光下的1.21倍。空间太阳电池阵列的最大输出功率由未聚光时的7.834W增至聚光后的14.223W,提高了近一倍。采用通水冷却方法,研究了V型槽聚光下电池工作温度对电池阵列开路电压、短路电流、输出功率和填充因子的影响。聚光水冷后多晶硅电池阵列最大输出功率增加到8.28W,比普通光照下提高了62.67%.     

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。     

槽式聚光集热驱动吸收式空调系统研究

以太阳能单效吸收式空调系统为研究对象,选用太阳能槽式聚光集热器与溴化锂单效吸收式制冷机对100m2会议室进行夏季制冷、冬季制热、春秋季提供必要的生活热水性能分析.结合昆明当地气候条件和该会议室结构、朝向等因素对所选会议室进行全年能耗分析,结果为夏季冷负荷75W/m2、冬季热负荷50W/m2.根据理论分析结果以及经济实用性确定选用60m2抛物槽式聚光集热反射镜、23kW溴化锂吸收式制冷机、15kW风机盘管作为系统参数,为槽式聚光集热与吸收式制冷机组相结合的系统性能研究提供理论依据.     

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.     

聚光和非聚光太阳能光伏电池发电实验比较

本文主要比较了聚光和非聚光条件下太阳能光伏电池的伏安特性以及光伏系统的发电性能。实验结果表明,采用平面镜反射的低倍聚光方式可以增加常规太阳能光伏电池的输出功率．而且能改善光伏发电系统的可靠性,有效增加光伏发电系统的日发电量。     

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。     

槽式太阳能系统聚光镜面参数对聚光特性的影响研究

对槽式太阳能系统聚光镜面参数对聚光特性的影响进行了理论、模拟及实验研究。结果显示,平行光下聚光镜面厚度、焦距、折射率导致汇聚光线在焦线位置发生横向离焦偏移△X与纵向离焦偏移△Y,采用OriginPro拟合出具有高相关指数的实用经验公式,并通过TracePro仿真及以焦距1060mm、反射镜折射率1.5、开口宽度1 600mm的典型槽式系统为平台进行实验验证。此研究可为太阳能槽式聚光系统进一步的设计优化提供参考。     

低倍聚光多晶Si太阳电池的研制

本文报道了用50×50毫米~2浇铸多晶Si制成具有密栅、背场结构的低倍(2～5倍)聚光太阳电池,在AM1.5标准光强下,全面积转换效率达到10.2％,有效面积转换效率达到11.46％。在聚光2.73倍时,电池短路电流增益为2.5～2.71倍。在低倍聚光下工作的太阳电池的研制,国内尚未见报道。用多晶硅材料试制成这种电池,有可能进一步降低系统成本,在近期达到20～25元/峰瓦。     

聚光型太阳能热电联产装置设计与实验

根据太阳能聚光集热及温差发电原理,设计一种聚光型太阳能热电联产装置。利用PLC和触摸屏通讯,实现装置的自动化调节,在发电的同时利用冷却介质将热量置换出来,实现热电联产的功能。对装置进行输出热电特性实验,结果表明,当温差达到120℃时装置输出热电特性达到最大值,即输出电压12V,输出电流2A,输出功率24W,输出热量达到210000J,而后随着温差的加大呈现逐渐减小的趋势。     

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.     

场致发射硅尖阵列的研制

研究真空微电子器件场致发射硅尖阵列的制作工艺.利用HNA湿法腐蚀工艺制作场致发射硅尖阵列,比较带胶腐蚀与不带胶腐蚀的不同.采用氧化削尖技术对硅尖进行锐化处理.制作了50×60硅尖阵列,同时给出了硅尖阵列的I-V特性.利用HNA湿法腐蚀制备的硅尖结构与理论分析一致,锐化处理改善了硅尖阴极阵列的场致发射特性.     

Silicon Field Emission Arrays Coated with CN_x Thin Films

0　IntroductionThefieldemissiondisplay (FED) ,whichhasthebenefitsofbothliquidcrystaldisplays (LCDs)andcathoderaytube(CRT)display ,isregardedasaperfectchoiceforthefuturedis plays.Ithasacompactsize,alargeviewingangle,excellentbrightnessandhighpicturequality[1 ] .Thefieldemissionarrays(FEAs) ,whichareformedofarraysofmicro tips,arewidelyusedasthesourceofelectroninFED .Thetopofthetipiswherethestrongestelectricfieldis.Itisalsowheremostoftheemissionelectronscomefrom .Thismadeitpossibleto putel…     

长度可调的纳米线阵列近红外减反射特性

采用金属催化化学腐蚀方法在单晶硅表面制备了有序的纳米线阵列,研究了纳米线长度与腐蚀时间之间的关系,发现纳米线长度随着腐蚀时间的增加而增大。测试了所制备的具有纳米线阵列的硅表面在近红外1000nm～2500nm范围内的减反射性能。测试结果表明,与未处理的光滑硅表面相比,具有纳米线阵列的表面的反射率大辐降低,并随着纳米线长度的增加,反射率减小。     

Silicon field emission arrays coated with CN<Subscript>x</Subscript> thin films

Arrays of silicon micro-tips were made by etching the p-type (1 0 0) silicon wafers which had SiO₂ masks with alkaline solution. The density of the micro-tips is 2×10⁴ cm⁻². The Scanning Electron Microscope (SEM) photos showed that the tips in these arrays are uniform and orderly. The CN_x thin film, with the thickness of 1.27 μm was deposited on the silicon micro-tip arrays by using the middle frequency magnetron sputtering technology. The SEM photos showed that the films on the tips are smoothly without particles. Keeping the sharpness of the tips will benefit the properties of field emission. The X-ray photoelectron spectrum (XPS) showed that carbon, nitrogen and oxygen are the three major elements in the surfaces of the films. The percents of them are C: 69.5%, N: 12.6% and O: 17.9%. The silicon arrays coated with CN_x thin films had shown a good field emission characterization. The emission current intensity reached 3.2 mA/cm² at 32.8 V/μm, so it can be put into use. The result showed that the silicon arrays coated with CN_x thin films are likely to be good field emission cathode. The preparation and the characterization of the samples were discussed in detail. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (19975035) Biography: Chen Ming an (1978-), male, Ph. D candidate, research direction: novel functional materials film and ion beam modification of materials.     

Dynamics and roles of phragmoplast microfilaments in cell plate formation during cytokinesis of tobacco BY-2 cells

The phragmoplast is a special apparatus that functions in establishing a cell plate in dividing plant cells. It is known that microfilaments （MFs） are involved in constituting phragmoplast structure, but the dynamic distribution and role of phragmoplast MFs are far from being understood. In this study, the precise structure and dynamics of MFs during the initiation and the late lateral expansion of the phragmoplast were observed by using a tobacco BY-2 cell line stably expressing the microfilament reporter construct GFP-fABD2. Three-dimensional imaging showed that the phragmoplast MFs were initiated by two populations of MFs emerging between the reconstituting daughter nuclei at anaphase, which migrated to the mid-zone and gave rise to two layers of microfilament arrays. FM4-64 stained vesicles accumulated and fused with the cell plate between the two populations of MFs. The two layers of microfilament arrays of phragmoplast with ends overlapped always surrounded the centrifugally expanding cell plate. Partial disruption of MFs at metaphase by low concentration of latrunculin B resulted in the inhibition of the cell plate consolidation and the blockage of cell plate lateral expansion, whereas high concentration of latrunculin B restrained the progression of the cell cycle. Treating the cell after the initiation of phragmoplast led to the cease of the expansion of the cell plate. Our observations provide new insights into the precise structure and dynamics of phragmoplast MFs during cytokinesis and suggest that dynamic phragmoplast MFs are important in cell plate formation.     

多元胞结构的半导体放电管浪涌能力研究

鉴于半导体放电管工作时的最高温升决定其浪涌能力,通过对器件进行温度场模拟,可以明显地看出基片厚度、载流子浓度以及元胞数对器件温升的影响。因此对不同厚度、杂质浓度的16元胞放电管进行了浪涌实验。模拟和实验结果均表明,增加元胞数、选择均匀性好和较薄的衬底材料以及采用低扩散浓度方法可以减少放电管工作时的温升,改善放电管浪涌能力。     

物理热蒸发法制备CdS/SiO2纳米线阵列和CdS纳米带

利用物理热蒸发法蒸发CdS和CdO的混合粉末，Si衬底表面发生了选择性刻蚀，并由此制备出CdS／SiO2纳米线阵列和CdS纳米带．研究了CdS／SiO2纳米线阵列的形成原因和CdS纳米带的生长过程，结果表明：CdS枝晶的生长对CdS／SiO2纳米线阵列的形成起到了非常重要的作用；CdS／SiO2纳米线阵列的形成符合“纳米电化学自组织机制”；CdS纳米带的生长过程为气一目过程．     

碳/碳复合材料的渗硅抗氧化复盖层

在碳/碳复合材料上渗硅可得到碳化硅复盖层。对不同渗硅温度和时间下得到的碳化硅层进行破坏性试验。实验指出,有碳化硅复盖层保护下的碳/碳复合材料,其抗氧化性能提高约2个数量级。     

影响氧化锌纳米材料场发射性能的因素

采用物理气相沉积的方法通过控制生长参数,在硅衬底上获得不同形貌的氧化锌纳米阵列.在金属场发射系统中测量了它们的场致电子发射性能,发现阴极发射电流不稳定主要是由于氧化锌纳米阵列的不均匀性造成的.采用高压励炼技术可以增强氧化锌场发射的稳定性,使电流波动明显降低.此外,形貌对氧化锌纳米阵列的场发射电流密度和阈值电压有明显影响,而且不同形貌的氧化锌纳米阵列的抗溅射能力也不相同.