太阳电池组件户外性能测试

为了研究在户外工作条件下太阳电池组件的实际工作性能,在一天过程中的太阳电池组件V-I特性、组件温度、环境温度和太阳辐照度被测试。结果发现:影响太阳电池最大输出功率的主要因素是太阳辐照度;工作温度对电池组件的效率影响较大,同时高的工作温度还会使最大功率电压降低很多;太阳光谱对太阳电池组件的输出性能也有一定的影响,当辐照主要以散射为主时,太阳电池组件有更高的转化效率。     

太阳电池I-V曲线修正参数的确定方法

在太阳电池I-V曲线的实际测试过程中,太阳电池的温度和模拟器的辐照度并不能达到STC状态,这时候需要对测试结果进行温度和辐照度的修正。IEC60891标准提供了两种修正方法,该方法在使用的时候需要先知道修正参数。主要讨论的是这两种修正方法中修正参数的确定方法。     

硅太阳电池参数求解算法的研究

为了得到单体硅太阳电池的电流方程,必须确定单体硅太阳电池的二极管品质因子n,反向饱和电流Io和电池串联内阻Rs的值。通过理论分析和实验仿真,发现同一块太阳电池在相同的温度和照度、不同的二极管品质因子和反向饱和电流下,输出的光生电流Iph是相等的。基于这一结论,提出了一种假设运算的方法。该方法依据硅太阳电池的四个特性参数短路电流Isc、开路电压Voc、最大功率点电流Imp、最大功率点电压Vmp,应用硅太阳电池的电流公式表示出n,Rs,Io三者之间的关系,结合MATLAB编程求解出三者的数值,结果显示理论误差和测试误差相比小于2%。     

太阳模拟器辐照度修正方法的研究

太阳模拟器是目前评价太阳电池电性能的主要设备。模拟器的性能对太阳电池性能的测试结果有重要的影响。太阳模拟器有三个主要评价指标:光谱匹配度,均匀性和稳定性。主要对稳态太阳模拟器的稳定性进行了分析和研究,提出了太阳模拟器辐照度修正方法,并进行了验证。     

空间用新型太阳电池抗辐照特性

为了满足航天器电源系统对太阳电池的不同要求,研制多种性能和多种结构的新型太阳电池是十分必要的。研制了砷化镓(GaAs)太阳电池、薄型BSFR硅太阳电池、绒面薄型BSFR硅太阳电池等新型空间用太阳电池,并将这些太阳电池与常规BSFR硅太阳电池和BSR硅太阳电池的电性能和抗辐照性能进行了比较,砷化镓太阳电池有着最高的性能和最好的抗辐照性能,单晶硅太阳电池的电性能和抗辐照性能由电池的厚度,表面形貌及基体材料的电阻率决定。展望了这些太阳电池的空间应用前景。     

硅太阳电池工程用数学模型参数的优化设计

根据硅太阳电池工程用数学模型,利用matlab/simulink模块建立了硅太阳电池阵列仿真模型.根据太阳电池组件仿真结果和实际测量结果的比较,分析了硅太阳电池工程用数学模型系数对仿真模型的输出特性精度的影响,并提出了不同太阳辐射强度时硅太阳电池工程用数学模型中系数b的优化设计计算公式.仿真结果表明,利用优化设计计算的参数可提高太阳电池阵列仿真模型的输出特性精度.     

敏化纳米晶TiO2太阳电池

介绍了敏化纳米晶TiO2 太阳电池的结构、工作原理和技术指标。阐述了敏化纳米晶太阳电池相比于硅太阳电池的低成本及优于光电化学电池的关键技术 ,讨论了其总的光电转换效率高的原因及影响因素。并对敏化纳米晶太阳电池的有机染料和无机材料光敏化剂的选择 ,总的光电能转换效率、开路电压和短路电流目前研究达到的水平进行了综述 ,在此基础上提出了将其商业化的一些值得深入研究和需要解决的问题     

硅太阳电池模型参数的一种解析方法

通过对硅太阳电池的数学模型进行分析,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.对两种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能够反映硅太阳电池的特性.     

火星表面散射光对太阳电池发电影响研究

火星表面存在大气,太阳光经过大气后,部分被大气吸收,部分光到达火星表面,形成直射光,还有一部分光被空气尘埃阻挡发生漫反射,形成散射光,地面反射的光也是散射光光源的一部分。直射光和散射光均会对火星车太阳电池发电产生影响。分析了火星探测漫游者(MER)任务中火星车太阳翼实际发电情况,调研了火星表面直/散光辐照数据,进行了地面直/散光辐照试验,并对上述三类数据进行比对,给出火星表面散射光对太阳电池发电影响的定量结果。     

基于MoOx选择性接触的SHJ太阳电池研究进展

非化学计量比氧化钼即MoOx是一种n型半导体材料,能够取代硅异质结太阳电池中的p型非晶硅,输运n型晶体硅中的光生空穴.基于MoOx空穴选择性接触的硅异质结太阳电池已经取得了高达23.5％的效率,并且有望降低生产成本.总结了基于MoOx空穴选择性接触的硅异质结太阳电池的研究进展,综述了电池的空穴输运机制,为优化光伏器件性能和设计新型太阳电池提供一定借鉴作用.     

太阳电池的发展和展望

太阳电池是一种物理电池,它利用物体(半导体)吸收电离性辐射产生的电动势的光生伏打效应,将太阳光能直接转换成电能。它具有不消耗常规燃料、无污染、没有振动和噪音、寿命长、使用维护简单等优点。太阳电池按所使用的材料可分成硅、硫化镉、砷化镓以及目前刚兴起的有机半导体等几种。其中以硅太阳电池研究、生产和使用的最多。硅太阳电     

电子辐照下GaAs/Ge太阳电池性能退化机制

通过空间带电粒子辐照地面等效模拟实验得到1 Me V和1.8 Me V电子辐照下GaAs/Ge太阳电池电学性能退化规律。根据太阳电池电学参数退化模型,对太阳电池短路电流退化曲线进行非线性分析,建立空间GaAs/Ge太阳电池少数载流子扩散长度损伤系数随入射电子能量变化的基本规律。结果表明,少数载流子扩散长度损伤系数随入射电子能量的增高而增大,这与短路电流退化幅度随电子能量变化规律一致。     

太阳电池最大功率恒压跟踪研究

通过单二极管五参数模型太阳电池的电流方程一阶导数,推导出光生电流变化而温度不变时的最大功率方程,并绘制最大功率曲线。太阳电池恒压跟踪(constant voltage tracking,CVT)的数学表述为dVm/dIm?0,即CVT仅是最大功率跟踪的特殊情况,通常情况下在最大功率曲线上仅是两个点。在CVT的点沿电流轴向两侧延伸,太阳电池最大功率点的电压变化不大而电流变化较大,就有了适用CVT的区间,其数学表述为dUm/dIm?0。该文给出了适用CVT的负载电流、光生电流区间,建议在不同的电流区间采用不同的恒定跟踪电压。从特性参数角度进行数值模拟指出,串联内阻越小、并联内阻越大、二极管反向饱和电流越小或二极管理想因子越大,适用CVT的区间就越宽。     

空间太阳电池赝形玻璃盖片的透射率优化

空间太阳电池表面需覆盖玻璃盖片，使太阳电池免受空间辐照的危害，延长电池寿命。玻璃微珠和盖片胶混合制备的新型赝形玻璃盖片兼具柔软可变形和抵御辐照的优点，是一种有潜力的空间封装材料。该材料在应用过程中发现光学透射率与工艺制程强相关。针对赝形玻璃盖片，基于时域有限差分法仿真研究其光透过性，探究了实际生产过程中的多种工艺因素，如玻璃微珠的尺寸、间距、层数、与盖片胶间的结合强度及盖片胶厚度等因素对玻璃盖片光透射率的影响，通过综合分析相关工艺组合，为空间太阳电池赝形玻璃盖片的工艺制程提供理论依据，加快其开发应用过程。     

LED光谱对珂罗版感光胶固化效果的影响研究

简要介绍了珂罗版晒版的原理,提出了珂罗版感光胶的辐射吸收计算方法。测量了日光和6种LED光源的光谱和辐射吸收,计算表明385~450 nm光谱的有效辐射吸收效率接近100%,而该值对于白光LED明显下降。开展了灰度梯尺的固化实验,验证了光源固化能力的差异,在辐照度为215 W·m-2时,珂罗版感光胶经385 nm LED光源辐照10 min后,可明显区分1~2级灰阶。     

空间用TiOx光学薄膜的生长机理

论述了TiOx膜的生长机理,详细研究了在电子束加热真空蒸镀膜的过程,蒸汽分压、衬底温度对膜性能的影响。讨论了通过高温高真空蒸镀的方法制备出双层增透膜TiOx/SiOy、TiOx/YOy和TiOx/AlOy,通过应用双层增透膜,太阳电池的短路电流提高36%～48%(硅太阳电池的短路电流提高近48%,砷化镓太阳电池提高近36%)。     

用人工神经网络方法计算太阳光谱辐照度分布

针对传统太阳光谱辐照度分布计算模型计算速度慢,需要大量气象参数等问题,提出了一种基于人工神经网络(ANN)算法模型计算特定气象参数下的太阳光谱辐照度分布的方法。首先将数据集通过Mini-Batch-Kmeans算法聚类并标签化,利用Python平台搭建ANN算法模型并对数据集进行训练,从而获得该气象条件下的太阳光谱辐照度分布。结果表明,相对于其他机器学习算法模型,提出的ANN算法具有更好的误差评估参数表现以及更稳定的预测性能。此预测模型可运用于光伏器件的输出性能参数的计算,为光伏组件实际应用中预测发电量输出和性能评估提供了便捷工具。     

高海拔荒漠地区硅电池板输出电流预测模型研究

高海拔荒漠地区具有环境温度低并且日照强度高的气候特点,现有光伏组件模型无法实现精确预测。在分析硅电池板等效电路的基础上,计算得到了输出电流的预测模型。提出了硅电池板开路电压、短路电流、最大电流和最大电压的修正公式,从而建立起适用高海拔荒漠环境下的硅电池板输出电流预测模型。利用I-V曲线测试仪,在格尔木地区采集了单块多晶硅的I-U曲线和P-U曲线,并记录了实时的环境温度和日照强度。采用所提出模型对输出电流和功率进行预测,并与实验I-U曲线和P-U曲线对比。模型仿真与实测输出电流值和功率值的相对误差均小于9.8%,能较好地预测高海拔荒漠环境下的硅电池板输出电流和输出功率。     

空间太阳电池抗辐照研究

复杂恶劣的空间环境会导致太阳电池产生辐照损伤效应,影响航天器在轨运行的可靠性和寿命。虽然高效三结太阳电池已实现空间应用,但是随着空间科学技术的发展,航天器的功率和寿命要求越来越高,对太阳电池的转换效率和抗辐照能力也提出了更高的要求。介绍了太阳电池在辐照效应和损伤机理方面的研究工作,及太阳电池在轨性能退化评估方法,着重分析了多结叠层太阳电池提升光电转换效率和抗辐照性能的主要技术途径和现状,并对未来空间太阳电池抗辐照研究发展趋势进行了展望。     

单晶硅与非晶硅薄膜光伏组件的光电特性研究

为了研究单晶硅和非晶硅三结叠层光伏组件在不同辐照强度下所表现出来的不同光电特性,采用对比测试和理论模拟的方法,分析辐照强度对这两种太阳电池光电特性的影响:对非晶和单晶硅组件而言,辐照强度引起组件的电流呈线性变化,电压变化较小,通过对比分析电流和电压的斜率,可以得到电流更容易受辐照强度变化的影响;随辐照强度的增强,单晶硅组件的填充因子和效率是先增大后减小,三结叠层非晶硅组件的填充因子先增大后减小,然而效率是持续增大的。