TOPCon太阳电池中多晶硅层磷掺杂工艺的优化及其对电性能的影响

随着光伏行业的飞速发展,PERC太阳电池技术已无法满足太阳电池光电转换效率的进一步提升,TOPCon太阳电池因具有高光电转换效率,被认为是下一代太阳电池技术的可选方案。针对TOPCon太阳电池的多晶硅层的磷掺杂量、推进温度及推进时间对多晶硅层、硅衬底中磷掺杂特性及电性能参数的影响进行了研究。研究结果显示：在隧穿氧化层及多晶硅层厚度分别设定为1.5和130.0 nm的条件下,磷掺杂参数设置为通源流量为1400 sccm、通源时间为25 min、推进温度为880℃、推进时间为30 min时,既保证了钝化效果,也保证了欧姆接触和寄生吸收在合理的区间,TOPCon太阳电池的光电转换效率达到了最大值,为24.48%。     

气体扩散层厚度对PEMFC性能的影响

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的气体扩散层(GDL)厚度对燃料电池的输出性能有重要影响。文章利用多物理场直接耦合分析软件(COMSOL Multiphysics 5.0),在电池温度为70℃的条件下,对4种不同厚度的GDL进行模拟分析,并在相同的操作条件下,得到了4组极化曲线、阴极氧气浓度、阴极水浓度、阳极氢气浓度以及电流密度的变化趋势图。对比分析4组变化趋势图后发现:GDL的厚度越小,燃料电池的性能越好;GDL的厚度对阳极氢气的浓度分布影响不大;当GDL的厚度增大时,产生的液态水会堵塞GDL的孔隙,降低GDL的孔隙率。     

不同工质对太阳能有机朗肯循环系统性能的影响

循环工质的特性是影响有机朗肯循环系统性能的重要因素之一,在不同的蒸发温度条件下,选取R600、R600a、R245fa、R236fa、R236ea、R601、R601a、RC318及R227ea共9种有机工质,基于热力学第一定律和第二定律对其热力循环特性进行了计算分析,并对各有机工质的蒸发压力、热效率、功比和不可逆损失等进行了比较.结果表明：R245fa作为太阳能低温热发电朗肯循环系统的循环工质具有较高的热效率和效率,并且产生的系统总不可逆损失较小,是一种较理想的有机工质;其次,R236fa和R236ea作为系统循环工质也具有较为良好的性能.     

进料浓度和水力停留时间对分类有机垃圾厌氧消化性能的影响

针对分类有机垃圾在高含固率条件下厌氧消化时存在的负荷高、易酸化等问题,文章提出了通过延长水力停留时间（HRT）来调节有机负荷率的方法,研究了不同进料浓度和HRT组合条件下分类有机垃圾的厌氧消化性能。研究结果表明：在不同进料浓度和HRT组合下,分类有机垃圾厌氧消化的产气性能无显著差异,单位挥发性固体（VS）产甲烷率为300～330 mL/（g·d）,甲烷含量可达到56%;VS降解率均能达到70%以上,实现了有机物的高效降解;厌氧消化系统稳定性良好,各项指标均在合理范围内。     

多级气动液压泵供液的有机朗肯循环性能分析

针对有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)中电动工质泵耗功占膨胀机输出功比例较大的问题。提出一种多级气动液压泵,该泵利用蒸发器内产生的蒸汽为动力,给ORC系统供液。以R245fa为工质,分析了气动液压泵与电动泵的ORC系统受蒸发温度的影响情况对比、不同级的气动液压泵的性能随蒸发温度的影响、ORC系统性能受泵效率的影响对比。结果表明,采用多级气动液压泵后,ORC系统的净输出功率等于膨胀机的输出功率;系统效率得到改善,且随着泵级数的增加而更为明显;泵效率随蒸发温度的升高而减小,但随泵级数的增加而提高。在蒸发温度为145℃、冷凝温度为35℃时,电动泵供液的ORC系统净输出功率为25.8 kW,系统效率为0.106,而采用4级气动液压泵的ORC系统净输出功率为33.2 kW,系统效率为0.12。     

耦合有机朗肯循环的液化空气储能系统性能研究

为解决液化空气储能系统(LAES)压缩热利用不完全的问题,构建了耦合有机朗肯循环的液化空气储能系统(ORC-LAES)。对ORC-LAES系统建立热力学性能计算模型,在设计参数下分析压缩机出口压力、膨胀机入口压力、加压水初温、加压水流量比及膨胀机级数对ORC-LAES系统性能的影响。结果表明,当压缩机出口压力由6 MPa上升到16 MPa、加压水初温从293 K上升到323 K时,系统的循环效率、火用效率和液化率均下降;当膨胀机入口压力由8 MPa上升到18 MPa时,系统循环效率和火用效率均增加;当加压水流量比由0.51上升到0.96时,系统循环效率和火用效率先增加再减少,流量比为0.71时,系统的循环效率和火用效率达到最大;在压缩热利用上耦合有机朗肯循环要优于增加膨胀机级数;ORC-LAES系统与LAES系统相比,循环效率提高4.8%,火用效率提升5.1%。     

有机热载体炉炉管设计对产品的性能和安全的影响

叙述了各种炉管结构形式对热载体流速及产品性能的影响和各种炉型的优缺点，指出在有机载热体加热炉中，立式盘管并联形式的炉管结构设计，对热载体加热炉的性能和安全性有着突出的优点。     

基于有机朗肯循环的微燃机尾气余热发电系统热力性能分析

文中以某型微燃机排出的尾气作为有机朗肯循环发电系统的输入热源,并通过建立的热力学模型,选用环戊烷和苯作为循环工质,进行系统主参数的优化研究。实验结果表明:上述两种工质均随着蒸发温度的升高,其有机工质的流量相应减少,而系统排烟温度升高,系统的净输出电功率先增加后下降,存在一个最大发电功率。采用环戊烷为循环工质时的ORCs最大净发电量可增加8.56%,循环效率增加0.46%。因此,从热力性能方面考虑,选择环戊烷为循环工质比较合适。     

铺层材料单层厚度对风力机叶片低阶模态频率的影响分析

针对大型风力机叶片铺层材料单层厚度对叶片模态频率的影响作用,对铺层材料单层厚度间的耦合机制进行研究。采用Box-Behnken法设计实验,建立叶片铺层单层厚度与其第一阶模态频率间的响应面模型,揭示叶片不同铺层材料单层厚度对模态频率的影响规律。以叶片前两阶模态频率为优化目标、以铺层材料单层厚度为设计变量建立优化数学模型,并采用遗传算法与有限元法结合进行全局寻优。以某企业1.5 MW叶片为算例,结果表明,优化后叶片第一阶挥舞、摆振频率均提高了0.07 Hz。     

柴油机工况对中温有机朗肯循环性能影响的模拟

根据某重型车用柴油机的试验数据,选用两种不同的排气状态作为设计点,分别设计了两套中温有机朗肯循环余热回收系统.通过理论计算,对比了两套系统的工质蒸发率、各节点温度、系统效率及输出功率等参数随排气温度变化的规律,并主要针对第2套设计方案系统研究了排气流量、排气温度等参数对中温朗肯循环系统效率的影响.结果表明:选择中高工况...     

城市有机垃圾发酵工艺研究

用先好氧后厌氧发酵，两步发酵和高固体浓度发酵三种方法对城市有机垃圾厌氧产甲烷进行了研究。结果表明：前者具有启动快，产气量高，处理周期短等优点。而直接采用厌氧发酵，由于挥发酸大量积累，启动困难，产气量少。采用两步法发酵可显著提高挥发酸和甲烷产量，还能提高城市固体废物的生物降解率。Ｔｓ在２０％－５０％以下时高固体浓度发酵能正常产甲烷，最终ＰＨ和挥发酸均正常。在此范围内随着Ｔｓ的增大甲烷产量逐渐减少。Ｔ     

转动惯量对水电机组动态性能的影响

研究ＧＤ＾２对水电机组动态性能的影响，结果表明：ＧＤ＾２的减小对并利运行的水轮发电机组的静态稳定是有利的，对孤立运行的水轮机调节系统的稳定是不利的，但可以通过改善调速器参数整定来弥补，随着ＧＤ＾２的减小，水轮机组动态品质的满足与否取决于转速最大偏差△ｘｍａｘ。     

RDF预处理对热解动力学的影响

通过对城市生活垃圾衍生燃料（RDF）进行酸洗、压模成型等预处理，改变其空间结构如比表面积、孔结构等，然后在TB－1型热天平中测试不同温度下的热解TG曲线，分析各种动力学参数，得出RDF性质、空间结构对热解反应速度、活化能、提前因子等动力学参数的影响规律。试验结果表明，压型试样的反应速率明显低于未压型试样，最佳热解反应温度段为550℃－650℃。部分压型试样的活化能和指前因子之间存在差补偿效应。RDF经酸洗后，热解反应速率有明显提高，活化能降低，反应活性增加。     

钾元素对纤维素热解特性的影响

为考察钾元素及其存在形态对生物质热解特性的影响,实验用不同浓度的KAc和KCl溶液浸渍微晶纤维素,其热重结果表明,钾能促进纤维素低温分解、降低热解反应速率并使固体焦产率增加,能降低纤维素热解的表观活化能,活化能随钾添加量的增加而降低。通过对KCl、KAc浸渍纤维素的热重-红外(TG-FTIR)分析结果表明,钾能使纤维素热解向低小分子产物转化,但其作用能力受到添加盐种类的影响,KAc对热解反应温度、产物的影响显著大于KCl,使纤维素热解分为两段,而KCl的作用能力易受到添加量的限制。生物质中以有机结合态存在的钾对热解的过程的影响大于以无机态存在的钾。     

五氧化二钒薄膜结构与电致变色效应

采用反应蒸发制备Ｖ２Ｏ５薄膜,用Ｘ射线衍射分析和分光光度计分别测量薄膜晶体结构和光谱特性,利用标准三电极法从锂离子电解质溶液中向Ｖ２Ｏ５薄膜注入锂离子,实验结果表明：刚制备的薄膜为非晶结构,热处理使得膜结晶：Ｖ２Ｏ５薄膜呈较强的阳极电致变色和较弱的阴极电致变色双理效应;     

隔热层和黑色吸收膜对海水制盐的影响

对采用气泡塑料隔热板和黑色吸收膜的太阳能制盐效果进行数值模拟分析，讨论了盐池在蒸发海水过程中的动态特性和卤水的深度、天气条件、风速等参数对制盐效率的影响。与传统制盐方法相比，土壤对制盐的影响变小，卤水向地表渗漏损失可以避免，蒸发效率可提高１０％。     

铁基和硅基材料对有机垃圾厌氧发酵产沼气的促进作用研究

制备并考察3种功能材料（Fe₂O₃、Silicalite-1和Fe₂O₃@Silicalite-1）的3种投加量（50、100和150 mg）对有机垃圾（鸡粪）的厌氧发酵产气影响。结果表明：各功能材料组的日沼气产量和甲烷含量相比于空白组均得到有效提高,其中Fe₂O₃组分别提高31.07%和10.34%;Silicalite-1组分别提高23.98%和12.07%;Fe₂O₃@Silicalite-1组的产气效果最佳,其最高累计产气量和甲烷含量分别提高41.39%和17.24%。由此可见,将纳米Fe₂O₃分散负载在多孔材料（Silicalite-1）上可作为一种有效的厌氧发酵催化剂,该材料可避免传统方法中纳米颗粒的团聚造成的自身性能失活,从而通过厌氧发酵技术耦合复合材料实现有机垃圾处理工艺的能源效益和环境效益。     

基于动态透平效率的有机朗肯循环性能分析及优化

常规有机朗肯循环(ORC)中透平效率多假设为定值,而实际上透平效率因工质种类和运行参数的不同而有较大差异.因此,采用向心透平效率计算模型,将动态透平效率与ORC系统耦合,分析透平效率随蒸发温度与冷凝温度的变化规律,比较固定透平效率与动态透平效率ORC系统热效率的差异.综合考虑热力性与经济性,采用多目标优化算法,对固定透...     

ZnO薄膜对CIGS太阳电池性能的影响

采用交流磁控溅射制备高阻ZnO和直流溅射ZnO：A1薄膜,研究几种溅射工艺条件与ZnO薄膜性能关系以及对铜铟镓硒(CIGS)光伏电池的影响。通过不同的工艺参数改变控制,得到了性能优良的ZnO薄膜,同时表明电池窗口层ZnO薄膜工艺参数对铜铟硒电池性能影响至关重要。尤其是ZnO薄膜的电阻率和迁移率,这两项指标的优化可以使电池的填充因子有10％以上的提高。不论是高阻ZnO还是低阻ZnO薄膜对电池的填充因子都有着重要的影响,采用优化工艺所制备的C1GS光伏电池窗口层ZnO薄膜以后,目前研制的电池转换效率已达到12．1％。