热光伏系统性能匹配性研究

针对热光伏(TPV)系统建立了数值分析模型,研究了系统各模块的匹配特性,讨论了辐射器温度、散热器流速等性能参数对电池温度及输出功率的影响,并进行了优化组合分析,以获得系统最佳运行工况。结果表明:在每一特定辐射器温度下,都存在一最优散热器入口流速以使得系统效率达到最大。随着辐射器温度的升高,TPV系统效率及输出净功率均随之增大,但由于电池温度的升高,系统效率增长梯度逐渐减缓。当辐射温度达到1 800K时,系统效率最高可达到18.22%。     

热光伏系统性能匹配性研究

针对热光伏(TPV)系统建立了数值分析模型, 研究了系统各模块的匹配特性, 讨论了辐射器温度、散热器流速等性能参数对电池温度及输出功率的影响, 并进行了优化组合分析, 以获得系统最佳运行工况。结果表明: 在每一特定辐射器温度下, 都存在一最优散热器入口流速以使得系统效率达到最大。随着辐射器温度的升高, TPV系统效率及输出净功率均随之增大, 但由于电池温度的升高, 系统效率增长梯度逐渐减缓。当辐射温度达到1800K时, 系统效率最高可达到18.22%。     

功率型LED灯散热器优化设计研究

针对大功率型LED路灯散热器稳态工作下温度中心集聚的热特性,利用有限元方法构建其3D模型,并在三维模型基础上得到散热器的稳态温度场分布云图;采用正交试验设计法探讨散热器中心翅片的厚度、底板的厚度、不同疏密程度结构对散热器的水平和垂直方向热传导的影响;最后根据实验结果得到能有效对LED路灯散热器温度进行热控制的优化参数和结构,该方案有效降低了散热器的最高温度并提高了散热器的垂直热传导能力;通过对实物进行实验测量得到温度数据再与有限元分析的温度场分布图比较,证明了设计仿真的准确性和可靠性。     

基于烟囱效应的LED太阳花与梳状散热器对比

为了提高LED的散热性能,基于烟囱效应原理,对比了LED梳状散热器和太阳花散热器的散热效果。通过Solidworks建立实体模型,通过其插件Flow Simulation对建立的模型进行热仿真。在保持散热器质量不变的前提下,研究了不同烟囱高度对配备梳状散热器和太阳花散热器的LED芯片最高温度的影响。并对烟囱高度为40 mm的太阳花散热器进行了实验验证,经实验测量,此时LED芯片的最高温度为81℃,与模拟结果只相差1.28℃,证实了模拟的正确性。仿真表明:在烟囱效应下,LED太阳花散热器的散热效果要强于梳状散热器,并且当烟囱高度大于45 mm时,二者的温度差随着烟囱高度的增加不断扩大。     

光伏发电系统中复合人工智能控制最大功率点

在太阳能光伏发电系统中,光伏电池的输出功率受日照强度和温度的影响具有随机性,因此对发电系统中光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)方法进行改进具有重要的现实意义.本文分析光伏电池的工作原理后,得出光伏电池相关参数的数学表达,在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型,得到在不同日照强度和温度下对其输出电压、输出电流以及输出功率的影响,并对最大功率点跟踪控制问题提出改进的复合人工智能型控制方法,通过仿真软件验证光伏发电最大功率点跟踪控制中的可行性,验证了该方法的正确性。     

大容量锂离子电池储能系统散热研究

基于锂离子动力电池生热模型仿真与实验的研究,对局部强化射流冷却散热系统开展了储能系统电池模块不同充放电倍率下的流热数值仿真,实现了电池模块储能系统在不同工况下热行为仿真。研究结果表明:局部强化射流冷却散热系统能够有效降低电池温度,但是随着充放电倍率的增大,电池模块温度升高,各单体电池之间的温差增大,不利于单体之间的协调性和电池模块性能的发挥,进而影响其安全性和可靠性。     

基于Ⅲ-V族半导体材料的热光伏电池研究进展

部分Ⅲ-V族化合物半导体具有较窄的禁带宽度,对红外发射体的温度要求较低,非常适宜制备热光伏（TPV）电池。简要介绍热光伏系统的基本结构,讨论了基于GaSb、InGaAsSb、InGaAs、InAsSbP几种主要窄带隙Ⅲ-V族化合物半导体的热光伏电池的研究情况,对它们的制备方法和主要性能参数进行了比较,分析了各自的优缺点,指出了我国热光伏技术的发展趋势。     

光伏电池阵列及MPPT仿真研究

应用仿真软件MATLAB中的Simulink工具,在光伏电池数学模型基础上,建立了一种光伏电池工作的仿真模型。同时对MPPT控制原理进行分析,并搭建了一种MPPT仿真模型,在不同的光照强度、环境温度下进行仿真。仿真结果表明,光伏电池模型输出基本同实际输出相似。验证了所研究的MPPT控制系统能很好地实现最大功率跟踪,并能快速响应外界温度和光照强度的变化,能够有效提高光伏电池的效率。     

基于Matlab/Simulink的光伏电池建模与仿真

为了研究光伏发电系统,该文根据光伏电池的数学模型,利用Matlab软件在Matlab/Simulink下搭建了一种光伏电池仿真模型.通过对搭建模型运行仿真得出了光伏电池的特性曲线,并且经过改变外界参数对不同环境下的光伏电池的输出特性曲线进行了比较,得出了相应结论:不同环境下光伏电池的输出特性是不同的,且按照一定的规律变化,但每一种环境下光伏电池都有唯一的最大功率输出点.这对光伏并网系统的研究具有重要意义.     

光伏阵列在局部阴影下的建模与特性分析

光伏阵列在阴影影响下输出特性将发生变化,传统的光伏阵列模型不再适用。为了研究光伏阵列在阴影影响下的输出特性,在单个光伏电池四参数工程模型的基础上,推导出适用于在不同光照下2个光伏电池串联的输出模型。在Matlab中对其仿真并与实验结果做比较,验证推导模型的准确性。把该模型推广到多个光伏电池串并联的光伏阵列中,引入遮光率,在Matlab中对光伏阵列在不同遮光率下进行仿真,分析其仿真结果,总结出光伏阵列在局部阴影影响下输出特性的变化规律。     

温度不敏感型石英光滤波器的研究

为了解决石英光滤波输出随温度敏感的问题,利用温度的变化对石英双折射率和旋光率具有相反变化趋势的原理,提出了一种由石英双折射滤波器和石英旋光滤波器组合而成的新型温度不敏感型的滤波器,采用数值分析和实验研究的方法研究了温度对该新型石英滤波器透射中心波长的影响。结果表明,该新型石英滤波器在一定温度范围内是不灵敏的。这为石英滤波波长温度不敏感的应用提供了一种自适应温度补偿的方法。     

PD SOI NMOSFET翘曲效应的温度模型

报道了一个部分耗尽 (PD) SOI NMOSFET翘曲效应的温度解析模型 .该模型从 PD SOI NMOSFET器件的物理结构 ,即由顶部的 NMOSFET和底部的寄生 BJT构成这一特点出发 ,以一定温度下 PD SOI NMOSFET体-射结电流与漏 -体结电流的动态平衡为核心 ,采用解析迭代方法求解 ,得出漏 -体结碰撞电离产生的空穴在体区中近源端积累达到饱和时的体 -射结电压 ,及漏 -体结和体 -射结电流的各主要分量 ,进而得到了 PD SOI NMOSFET翘曲效应漏电流的温度解析模型 ,并将一定条件下的模拟结果与实验结果进行了比较 ,二者吻合得很好     

由OLED和复合光探测器构成的新型光耦合器

对以Al/Alq3/TPD/ITO/玻璃结构的有机/聚合物发光二极管(OLED)为发光器件,以光电二极管和双极晶体管构成的复合光探测器为光接收器件组成的光耦合器进行了实验研究.通过改变OLED上的偏压,获得光耦合器输出特性相应的变化.对实验结果进行了分析讨论.     

机械应力对石英滤波输出的影响

为了研究机械应力对石英滤波输出的影响,基于石英晶体的弹光效应,推导了石英晶体双折射率与不同方向机械应力之间的关系,并进行了数值模拟。采用了Ultra-6600系列紫外-可见分光光度计搭建了实验系统,得到了立奥型石英双折射滤光片的透射光谱图,并对光谱图进行了研究与分析。结果表明,在不同方向机械应力作用下,立奥型石英双折射滤光片的中心波长发生漂移;大小为0.0025N/m2机械应力沿Ox1轴、Ox2轴、Ox3轴方向作用,石英滤波片中心波长向长波长方向的漂移量分别约为0.4nm,0.6nm,1nm。这一结果对石英双折射滤光片的封装制作、正确设计和使用是有帮助的。     

Effect of glass frit chemistry on the physical and electrical properties of thick-film Ag contacts for silicon solar cells

The aim of this study is to understand the effect of the glass frit chemistry used in thick-film Ag pastes on the electrical performance of the silicon solar cell. The study focuses on the physical behavior of the glass frit during heat treatment as well as the resulting Ag−Si contact interface structure. We observe that the glass frit transition temperature (T_g) and softening characteristics play a critical role in the contact interface structure. The glass transition temperature also significantly influences the contact ohmicity of the thick-film metal grid. A high glass frit transition temperature generally results in thinner glass regions between the Ag bulk of the grid and the Si emitter. It was found that a glass frit (with high T_g) that crystallizes fast during the firing cycle after etching the silicon nitride and Si emitter results in smaller Ag crystallite precipitation at the contact interface. This results in smaller junction leakage current density (J_o2) and higher open-circuit voltage (V_oc). Using high T_g pastes (with the appropriate Ag powder size), greater than 0.78 fill factors and >17.4% efficiency were achieved on 4 cm² untextured single crystal Si solar cells with 100 Ω/sq emitters.     

入射角度不敏感型石英光双折射滤波器

为了实现石英光滤波器中心波长随角度变化不敏感的目的,利用石英光滤波器绕着平行于或垂直于石英光轴的方向旋转时,石英光滤波器输出中心波长漂移方向不同的原理,提出了一个新型的两级改进型的Lyot石英光滤波器滤波的方法,并进行了相关理论分析和实验验证。结果表明,当入射角小于18时,这个新型的光滤波器的中心输出波长的确对入射角度的变化不敏感。该结论与相关的实验结果是相符合的。     

Effects of the Physical Properties of Bismate Frits on Contact Formation Between Ag Electrodes and Si Emitter in Si Solar Cells

To improve the performance of Si solar cells after firing, it is necessary to control the thickness of the glass layers between the Ag and Si, and the formation of Ag when it recrystallizes into the Si emitter, both of which decisively influence the performance of the cell. In this study, the effect of the physical properties of the frits on the contacts between Ag and Si is verified. Interfaces of Ag electrodes/glass layers/Ag recrystallized into n ⁺ emitter are formed when using high-fluidity frits. On the other hand, as the viscous flow of the frits slows as the temperature increases, an interface structure formed of Ag/thin glass/SiN _x layers results, with the formation of Ag nanoprecipitates in the glass layers. Our results suggest that the viscous behavior of frits under increasing temperatures leads to the formation of distinct interfaces between Ag electrodes and Si.     

Structure optimization of multi-finger power SiGe HBTs for thermal stability improvement

The two-dimensional temperature profile of a power SiGe HBT with traditional uniform emitter finger spacing is calculated, which shows that there is a higher temperature in the central region of the device. With the aid of the theoretical analysis, an optimized structure of the HBT with non-uniform emitter finger spacing is presented. The peak temperature is lowered by 23.82 K, and the thermal resistance is also improved by 15.09% compared with that of the uniform one. The improvements above are ascribed to the increasing the spacing between fingers, and hence suppressing the heat flow from adjacent fingers to the center finger. Based on the analytical results, two types of HBTs with uniform emitter finger spacing and non-uniform emitter finger spacing are fabricated and their temperature profiles and thermal resistance are measured. The measured results agree well with the calculated results, verifying the accuracy of the calculations. For the HBT with non-uniform emitter finger spacing, the peak temperature and the thermal resistance are improved markedly over a wide biasing range compared with that of the uniform one. Therefore, both the calculated results and the experimental results verify that the optimized structure of power HBT with non-uniform emitter finger spacing is superior to the uniform emitter spacing structure for enhancing the thermal stability of power devices over a wide biasing range.