太阳能光伏电池的发展趋势及产业化

随着能源危机的濒临,环境问题的加重,为实现能源坏境的可持续发展,光伏发电成为开发利用非常规能源的首选.本文结合近几十年来太阳能应用最为成熟的光电器件,针对太阳能光伏电池的转换效率,制备工艺、生产成本及产业状况等方面介绍了几种在大规模生产方面具有发展前景的太阳能光伏电池,并提出了叠层聚光薄膜太阳能电池的构想,对其原理和结构进行了说明.接着,详述了太阳能电池在工业化生产方面的最新进展并对其未来进行了展望.     

浅述光伏发电系统的作用及现状

光伏发电是利用半导体材料的光生伏打效应原理直接将太阳辐射能转换为电能的技术,具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单、寿命较长等优点。但光伏电池成本较高制约了光伏发电产业的发展。本文简单论述了光伏发电原理、组成和分类,并根据目前国内外光伏发电现状表述了未来光伏发电的趋势。     

太阳能光伏电池输出特性的理论分析

基于Shockley二极管理论的I-V特性曲线方程,对太阳能光伏电池的输出特性及各参数的影响因素进行了理论分析.结果表明:增加太阳辐射,降低电池温度、串联电阻和二极管反向饱和电流值均可提高光伏电池的输出性能,增大开路电压和短路电流有助于提高其输出功率和效率,且开路电压与输出效率、短路电流与最大输出功率之间分别存在关联性;受气候条件的影响,冷季节效率高,热季节输出功率大,且最大输出功率和效率的大小各自取决于太阳辐射和室外气温.     

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。     

光伏电池模型特性研究

建立准确的光伏电池模型并对其进行特性分析是光伏发电技术研究的重要基础性问题。分析了光伏模块的等效电路模型,提出了光伏电池模块电气特性的数学模型,在Matlab/simulink中搭建仿真模型,在不同的辐照强度和环境温度并对其进行特性分析。实验结果表明辐照强度对光伏电池短路电流影响显著,而温度是光伏电池的开路电压的主要决定因素。研究为光伏发电最大功率点跟踪和大型光伏发电系统研究提供了有力支撑。     

恒电位扫描测试叶绿素光伏电池参数的研究

用恒电位扫描对叶绿素光伏电池光伏参数进行测试.稳态下,仅用一条光照扫描曲线可同时获得八个光伏参数。研完了扫描曲线的重复性.证明了四种扫描讯号波形对测试光伏参数的一致性,在不加屏蔽的情况下,研究了光伏参数测试数据的精度和准确度.     

高分子／富勒烯光伏电池的研究进展

高分子／富勒烯光伏电池是近些年来研究比较广泛的一类新型聚合物光伏器件。本文详细分析了高分子／富勒烯光伏电池的分类及工作原理，并介绍了以共轭高分子作为电子给体材料，富勒烯及其衍生物作为电子受体材料的高分子／富勒烯光伏电池的研究进展。     

光伏电池覆盖率和玻璃盖板对光伏太阳能热泵系统综合性能的影响

光伏太阳能热泵(PV-SAHP)系统具备光电、光热综合利用能力.在该系统中,光伏电池覆盖率的改变,会对系统的光电性能和光热性能产生完全相反的影响:覆盖率减小,系统得热增加,光电输出功率则减小;另一方面,在蒸发器表面加置玻璃盖板,同样会对系统的光电、光热性能产生类似的影响.为此,基于系统的动态分布参数模型,参考热力学第二定律,以系统的炬用效率为判据,研究光伏电池覆盖率和蒸发器玻璃盖板对系统综合性能的影响.结果显示,覆盖率的增大能够明显提高系统的综合性能;而加置玻璃盖板则会导致系统综合性能的下降.     

光伏电池性能与叶绿素a纯度的关系

叶绿素a作为绿色植物中普遍存在的色素,它是植物进行光合作用的主要物质,但不是唯一物质。从对类囊体膜集光系统的研究发现,只有少量叶绿素a分子作为反应中心。而大量的叶绿素a分子和叶绿素b、类胡萝卜素分子组成集光系统。基于这一点,人们将类脂、液晶物质和胡萝卜素等物质加入到纯的叶绿素a中,以研究其对光合作用的影响。本实验根据叶绿素a纯化过程,取各种纯度的中间产品制成光伏电池,观察到叶绿素a纯度在50％～90％范围内对光伏电池的影响不甚明显。     

光伏电池MPPT模糊控制策略

对光伏电池最大功率点跟踪问题(MPPT)提出了模糊控制算法,并利用MATLAB进行了仿真。结果表明,该算法在最大功率点处转换效率较高。     

光伏电池的仿真及其应用

在MATLAB/Simulink环境下,根据光伏电池的物理模型,建立光伏电池的模型,仿真出光伏电池的特性.该模型参数可调,可以自由组合,通用性强,可广泛用于光伏电池的研究和光伏应用工程中.在太阳能路灯工程中,利用该模型进行仿真设计,有效节约了施工的时间和费用,同时也证明了该仿真模型的正确性和实用性.     

纳米光伏技术的现状与发展

介绍了传统薄膜太阳电池里的纳米结构和量子结构太阳电池，分析了纳米光伏技术的现状，提出了今后纳米光伏技术的发展方向。     

局部阴影条件下光伏电池输出特性实验研究

光伏电池在运行期间容易受到周围建筑物、树木和电线杆以及天空中的乌云等影响,导致输出特性变坏,能量输出能力降低。本文根据光伏电池的数学模型,搭建具体系统,对阴影遮盖条件下光伏电池输出特性进行了研究。实验结果表明：阴影对电压、电流影响很大且不成比例,当阴影遮盖面积超过1/2后光伏电池输出功率降到原来的1%。     

相变控温光伏电池组件

分别以低温石蜡和聚乙二醇作为相变控温材料与光伏电池结合制备相变控温光伏组件(PV/PCM).实验研究了两种相变材料、聚乙二醇用量以及相变导热结构对组件的控温效果;实验室与现场测试了PV/PCM组件的温度-光辐射-功率曲线.研究表明,聚乙二醇作为相变控温材料效果更佳;增加相变材料用量,控温时间延长,但两者间并非线性关系;采用钢丝束能有效加强传热效果.聚乙二醇PV/PCM组件的最大冷却度达30℃,冷却时间可达6h,组件的开路电压提高6%,功率提高10%.     

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．     

等离子体处理影响有机光伏电池阳极表面性能的研究

采用等离子体处理对有机光伏电池阳极表面进行改性,通过X射线光电子能谱、X射线衍射、分光光度计和四探针等测试技术,研究了改性处理对阳极表面性能的影响.结果表明:等离子体优化了表面化学组分,降低了方块电阻.另外,利用处理前后的阳极样品制备了双层结构器件,通过分析其电流-电压特性,进一步研究了改性对其功函数的影响.研究结果表明,阳极改性对改善有机光伏电池的器件性能具有重要作用.     

太阳能光伏电池板铺设方案的优化设计与研究

利用数学规划建模方法,建立了选择光伏电池的通用模型;通过逐步算法,计算出光伏电池安装时的最佳倾角.光伏电池的选择和最佳倾角的确定方法可以在不同地区太阳能光伏电池板铺设中推广.     

基于光伏电池与超级电容组建直流电源装置

光伏电池与超级电容的利用技术具有结构简单、配置灵活、循环寿命长、高温性能好、对环境无污染等特点。本文主要介绍了光伏电池与超级电容的结构、原理与发展现状,设计一种利用光伏电池与超级电容实现电能的储存与输出的装置,利用该装置可替代3V直流电源输出。     

基于PSIM软件的光伏电池特性的仿真建模研究

针对光伏电池研究了基于物理机制的数学模型,分析了串联电阻和并联电阻对光伏电池特性的影响。利用光伏电池特性数学表达式,提出了基于PSIM软件的仿真模型,给出了光照强度和温度变化时光伏电池特性曲线。仿真结果与实验测试数据的对比结果表明,仿真模型正确且可行,可以应用到光伏发电系统中实现动态仿真。