光强和温度对硅光伏电池输出特性的影响

实验研究了单晶及非晶硅光伏电池的输出特性随光强与温度的变化规律,结果表明:光强与温度对单晶(非晶)硅电池输出电流与电压的影响规律是相同的;光强对单晶(非晶)硅电流影响大,电流相对变化约60%(73%),对电压影响小,电压相对变化约1.8%(3.6%),而温度对电池电压影响大,对电流影响相对小;相比较单晶硅电池,光强或温度变化对非晶硅电池的输出影响更大,且相同的光强或温度条件下,单晶硅电池的填充因子和转换效率都优于非晶硅电池.电池填充因子与转换效率和光强与温度的关系,由电池串联电阻、并联电阻以及相应的焦耳损耗耦合影响.     

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.     

低效纳米孔晶体硅太阳电池性能研究

晶体硅太阳电池生产中,降低表面反射率能够提高太阳电池短路电流和转换效率.纳米孔硅的表面反射率极低,但报道中所实现的太阳电池输出参数(开路电压、短路电流、填充因子)都低于金字塔结构表面.采用对比法从光学性能、表面微结构和电极接触上对纳米孔硅和金字塔太阳电池进行比较分析,来研究纳米多孔硅太阳电池转换效率的抑制因素.研究表明短时间腐蚀的纳米孔硅太阳电池表面沉积氮化硅钝化膜后的平均反射率提高.长时间腐蚀的纳米孔硅表面沉积氮化硅后在短波段的反射率极低,因此平均反射率小于金字塔结构表面.但是由于纳米孔硅太阳电池的表面复合率高,而孔壁上附着的毛刺不仅会进一步增大表面复合,还会削弱表面钝化效果,因此短波段激发的光生载流子难以被太阳电池利用.所以,光利用和表面复合是抑制纳米孔硅太阳电池开路电压和短路电流的原因,而过大的串联电阻是纳米孔硅太阳电池短路电流和填充因子低的另一个原因.     

CeO_2-SiO_2薄膜对硅太阳电池的减反射作用

本文报道新近研制成功的CeO_2-SiO_2薄膜的制备方法及薄膜的光学特性。作为硅太阳电池的减反射膜,CeO_2-SiO_2薄膜具有良好的减反射性能。实验结果表明,在AM1.5条件下,(输入光强为100mw/cm~2),与无减反射膜太阳电池相比,短路电流增加39.2％,与SiO减反射膜太阳电池相比,短路电流提高8％。这种减反射膜尚未见其它文献报道。     

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。     

基于matlab/simulink的太阳电池模型

根据硅太阳电池工程用数学模型,在matlab/simulink仿真环境下建立了硅太阳电池模型.该模型充分考虑了环境温度的变化对太阳电池工作温度的影响,运用实际测试数据拟合出太阳电池温度与环境温度变化的关系式,并且给出确切参数.把仿真结果与实际太阳电池组件测量结果进行对比分析,结果表明仿真模块能够较好的模拟太阳电池组件的输出特性,完全能满足工程实际需要.     

用最小二乘法确定太阳电池电参数

太阳电池的电参数(串联电阻、并联电阻、暗电流、理想化因子及光生电流等)是分析太阳电池特性的重要参量。本文根据标准光照条件AM1.5(或AM0)下对电池测得的一组电流I和电压C值(I,V),采用最小二乘法,令由计算得出的上述各电参数所确定的I-V曲线与所测得的这一组(I,V)值有最佳的逼近,从而求出各电参数,为了加快运算速度,本文还提出了一组估算电参数初值的公式。     

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。     

高低发射区（HLE）硅太阳电池

对ＨＬＥ硅太阳电池做了光谱响应表达式的推导，理论上的数值计算及实验结果分析表明，硅ＨＬＥ太阳电池在采用浅的重掺杂区及较深的低掺杂区构成电池发射区时，可获得比常规（ＣＶ）电池更好的光谱响应，从而提高了短路电流，并对暗电流有抑制作用，可获得较高的开路电压，结果使ＨＩ－Ｅ硅太阳电池具有较高的光电转换效率．     

高低发射氏（HLE）硅太阳电池

对ＨＬＥ硅太阳电池做了光谱响应表达式的推导，理论上的数值计算及实验结果分析表明，硅ＨＬＥ太阳电池在采用浅的重掺杂区及较深的低掺杂区构成电池发射区时，可获得比常规电池更好的光谱响应，从而提高了短路电流，并对暗电流有抑制作用，可获得较高的开路电压结果使ＨＬＥ硅太阳电池具有较高的光电转换效率。     

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.     

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。     

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。     

高效GaAs/Si叠层电池设计优化

模拟一种高效GaAs/Si两结叠层电池结构,将硅材料作为叠层电池的一个底电池利用起来,拓展光谱吸收.分别讨论了隧穿结和子电池对叠层电池的影响,结果表明薄的GaAs隧穿结可以获得高效率的叠层电池,1.05μm厚的顶电池基区是子电池电流匹配的最优条件,厚的底电池有助于叠层电池效率的提高.优化后的叠层电池在一个太阳,AM l.5G光照条件下,效率可达到43.86％,其相应的开路电压Voc=1.76 V,短路电流密度Joc=28.64 mA/cm2,填充因子FF=87.25％,该设计为硅基高效太阳能电池的制备提供理论参考.     

新型LED太阳能电池直流升压电路的研究

在传统的LED太阳能电池系统中,通常采用单晶硅实现其直流升压电路,这将导致太阳能板的利用效率低,造成其使用寿命的缩减。本文在研究太阳电池电路模型的基础上,提出了一种新型的直流升压电路设计方法,即运用两种或者多种材料的合理组合,产生电路所需要的直流电压,将其植入固态光源LED的驱动电路,该方案可最大程度地利用太阳能,具有高效性和实用性。     

缓冲层对p-a-Si/n-c-Si异质结太阳电池影响的计算分析

采用AFORS-HET和MATLAB从理论上研究了缓冲层对HIT电池性能的影响机理.首先对P层进行优化,发现高掺杂、薄厚度的P层有利于电池效率的提升.缓冲层主要的影响有两方面,一是界面态密度,二是与晶体硅形成能带失配.模拟发现,界面态增大导致复合中心密度上升,开路电压下降;能带失配的增大可以降低界面处少子浓度,起到场钝化效果,提高开路电压.短路电流和填充因子受到界面处的影响较小,与P层的工艺条件有比较大的关系.     

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。     

一种光电池测试装置的设计与实现

提出了一种以单片机为核心的光电池测试装置设计方案,给出了硬件电路及测试软件设计结果．采用程控电子负载和外部补偿电源,实现了光电池伏安特性、开路电压和短路电流等参数的测试与计算．采用虚拟仪器开发环境,开发了系统人机界面,实现了测试过程控制及电池基本参数输入,具有测试曲线和数据报表显示以及测试报告生成等功能．实验表明,该装置具有测试数据准确、信息输出完整、操控方便等优点,可以用于光电池性能的测试与分析．