太阳电池内部电阻对其输出特性影响的仿真

通过对太阳电池的等效电路进行分析,建立了太阳电池的计算机仿真模型,定量地模拟了在一定光照下太阳电池内部的等效并联电阻及串联电阻对其伏安特性、开路电压、短路电流及填充因子的影响的程度。仿真结果表明：等效并联电阻产生的漏电流会影响太阳电池的反向特性和正向小偏压特性,且并联电阻影响其开路电压,但对短路电流基本没有影响；等效串联电阻会影响太阳电池的正向伏安特性和短路电流,而对开路电压没有影响；另外,并联电阻的减小和串联电阻的增大都会使太阳电池的填充因子和光电转换效率降低。仿真结果与实际测量的数据取得了相一致的结论。     

本征氢化非晶硅薄膜厚度对其钝化性能和HIT太阳电池电性能的影响

以异质结(HIT)太阳电池的本征氢化非晶硅薄膜为研究对象，该HIT太阳电池采用n型硅片作为晶硅衬底，其n型电子传输层(下文简称为“n面”)为入光侧，p型空穴传输层(下文简称为“p面”)为背光侧。首先研究了n面和p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度对膜层钝化性能和光透过率的影响，然后进一步研究了n面和p面本征氢化非晶硅薄膜不同厚度匹配设计对HIT太阳电池电性能的影响，并选出了最优厚度匹配方案。研究结果表明：1) n面本征氢化非晶硅薄膜的厚度越薄，n面非晶硅膜层的光透过率越高，但钝化效果会变差；当厚度达到5 nm时，硅片的少子寿命趋于稳定。2)在n面本征氢化非晶硅薄膜厚度一定的情况下，随着p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度变厚，硅片的少子寿命先快速增加，当厚度达到9 nm时，硅片的少子寿命趋于稳定；当厚度大于9 nm时，制备的HIT太阳电池的短路电流和填充因子均下降，表明其串联电阻增大，导致光电转换效率降低。3)当n面和p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度分别为5、9 nm时，n面的钝化效果和光透过率匹配较好，p面的钝化效果和电阻率匹配最优，即为最优厚度匹配方案；此方案制备得到的HIT太阳电池的光电转换效率达到...     

太阳电池串联电阻的解析解

太阳电池的串联电阻解析解及相应的I-V曲线可由实测的开路电压、短路电流及电压电流值从I-V方程直接得到,实测数据证明了该结论。     

硅基异质结太阳电池钝化层的研究

研究硅基异质结太阳电池的表面钝化层对电池性能的影响,主要工作包括:1)对比非晶硅本征层a-Si:H(i)与非晶硅氧本征层a-Si Ox:H(i)对c-Si界面的钝化效果的作用,及其对电池性能的影响;2)研究不同a-Si:H(i)厚度对电池性能的影响;3)不同沉积速率a-Si:H(i)对c-Si界面的钝化效果和电池性能的影响,并对不同沉积速率的a-Si:H(i)膜层做了H原子含量等分析。通过该征钝化层工艺的优化,最终在156 mm×156 mm厚度200μm的n型硅片上获得效率为20.90%的硅基异质结太阳电池,和在100μm厚度的硅片上得到转化效率为20.44%的可弯曲电池。     

导电椭球体的充电电场特征研究

椭球体是一种非常具有代表性的地电体,它的充电电场通过改变椭球体轴的长短可与多种地电体相似。对椭球体进行正演,即通过椭球体的最大实根公式、旋转椭球体(即不同倾角的椭球体)的视电阻率公式和椭球体外任意点处的电位表达式,用MATLAB软件编写相应程序,分别得到了高、低电阻旋转椭球体的视电阻率曲线及不同倾角椭球体的电位曲线和电位梯度曲线。通过对多种曲线进行分析和对导电椭球体充电电场特征进行研究,推断出地下椭球体的形状、产状及空间位置。     

最佳缓冲层下微晶硅薄膜pin型太阳电池的数值模拟

运用由美国宾州大学开发的AMPS-1D计算机模拟软件,模拟了在最佳缓冲层和无缓冲层的情况下,太阳电池的各性能参数随本征层厚度的变化、太阳电池的J-V特性和量子效率以及不同晶化率的本征活性层对太阳电池各性能参数和量子效率的影响.模拟结果表明:在最佳缓冲层100nm时,太阳电池的各性能参数比无缓冲层时有所提高;随着本征层晶化率Xc的增大,太阳电池的量子效率QE在长波段有明显提高;本征层晶化率高的太阳电池,具有较高的短路电流.Jsc,低的开路电压Voc、转换效率Eff和填充因子FF.     

CdS/CdTe异质结太阳电池串联电阻的理论研究

串联电阻是太阳电池中一个附加的功率损耗．对太阳电池的转换效率、填充因子输出性能等均有较大影响，尽可能的减小串联电阻是提高太阳电池效率和性能所要求的。该文从理论上分析了太阳电池中串联电阻形成的各种因素，特别是对电池TCO层的薄层横向电阻做了较为详尽的理论分析，导出了TCO层薄层横向电阻的理论计算公式，并讨论了减小串联电阻的途径。并将计算值与实验结果进行了比较，两者符合较好。     

金属膜片联轴器接触面的动力学建模与振动特性分析

为探究金属膜片联轴器等多螺栓连接多层结合面的动力学等效建模方法,提出了两种基于虚拟材料层模拟螺栓连接的建模方法。通过赫兹接触理论和分形几何理论求得虚拟材料参数,探究膜片组的结构参数对膜片联轴器整机轴向振动传递特性的影响规律。同时,将金属膜片组件和联轴器整机作为实验对象,进行实验与仿真数据的对比研究。研究表明：金属膜片组件前5阶固有频率平均偏差在5%以内,联轴器整机阻抗曲线吻合较好,频段内的平均偏差在5%以内,曲线峰值对应的频率偏差在3%以内;虚拟材料法适用于多层螺栓连接结合面的等效建模,将每层结合面均等效为一层虚拟材料具有更高的计算精度;膜片数量主要影响第1阶固有频率,随着膜片数量增多隔振效果降低;膜片厚度会对多个固有频率位置产生影响,随着膜片厚度增大固有频率向高频移动,隔振效果逐渐降低。     

AFORS-HET软件模拟N型非晶硅/p型晶体硅异质结太阳电池

运用AFORS-HET程序模拟计算了不同本征层厚度、能隙宽度、发射层厚度、能带失配以及不同界面态密度等参数对N型非晶硅/p型晶体硅异质结太阳电池光伏特性的影响.结果表明,在其它参数条件不变的情况下,插入较薄本征层,转换效率增加,但本征层厚度继续增加时,短路电流密度减少、效率也随之降低.本征层能隙宽度的变化对短路电流影响很大,随能隙宽度增加,短路电流先增加,但当能隙宽度大于某一特定值时,短路电流开始下降.在不插入本征层的情况下,N型发射层的能带失配对短路电流几乎无影响,而开路电压随导带失配的增大逐渐增大,界面态密度会导致开压迅速下降.     

基于I-V特性的多晶硅光伏组件故障及失效研究

调研了光伏电站中不同故障和失效类型的多晶硅光伏组件,通过测试获得了组件的I-V特性曲线和红外图像,并从I-V特性曲线中提取了不同故障和失效类型光伏组件的特征;然后通过建立太阳电池的数学模型和失配下的反偏模型,分析了不同故障和失效类型光伏组件的I-V特性曲线,得到以下结论:老化使组件等效串联电阻增加;前板玻璃碎裂使组件I-V特性曲线阶梯段呈现抛物线趋势;电势诱导衰减使组件的开路电压减小;阴影遮挡使组件失配,且I-V特性曲线出现平坦阶梯段;热斑造成组件I-V特性曲线出现折线段。进一步实验后发现,老化可以通过判断光伏组件串联电阻的情况来辨别,热斑可以通过判断电池单元并联电阻的情况来辨别。     

硅MIS/IL太阳电池的SiO膜与串联电阻

本文讨论了MIS/IL太阳电池的串联电阻与蒸发SiO膜厚度、膜中的固定正电荷密度、界面态密度之间的关系。分析表现,在满足抗反射要求的最小膜厚情况下,为使电池的串联电阻降低到可接受水平,必须提高蒸发SiO膜中的固定正电荷密度和降低界面态密度。     

太阳电池效率与串联电阻的近似指数关系

太阳电池的串联电阻对其效率有显著的影响。呈近似指数关系。串联电阻对填充因子有重要的影响。串联电阻。对太阳电池的卜一v特性进行数值分析，证明效率和串联电阻由实测的开路电压、短路电流和效率可以简便地数值计算确定     

光伏组件寿命衰退建模与寿命预测高斯随机过程回归方法研究

服役中光伏组件受到内部老化及外界环境影响,组件寿命衰减过程呈高度的非线性、随机性。针对光伏组件衰退机理及其过程,分析光伏组件衰退过程、衰退因子及其对光伏组串电池组件特性的影响,提出基于指数衰减的太阳电池衰退电路模型,并利用退化模型定量分析衰退因子对寿命预测指标输出功率的影响;进而,选取等效串联电阻和输出功率作为光伏组件寿命预测指标,提出综合输出功率和等效串联电阻的联合高斯随机过程寿命预测方法,并分析核函数和数据特性对寿命预测的影响。仿真与实例验证表明：所提寿命预测模型具有精度高、鲁棒性强的优点。     

考虑寄生参数的Buck变换器建模仿真

提出了一种考虑寄生参数(如金属-氧化物半导体场效应晶体管导通电阻、二极管正向压降和正向电阻、电感等效串联电阻、电容等效串联电阻和电流纹波)的新型同步整流Buck变换器在连续工作模式(CCM)下电路平均建模方法。建立了大信号平均、直流模型,着重研究小信号电路模型。研究电压控制同步整流器降压转换器的闭环建模,推导传递函数并进行仿真研究,剖析转换器的寄生参数对控制电路设计的影响,进一步阐明考虑寄生参数建模的重要性。     

石墨烯-硅肖特基结太阳电池的仿真研究

石墨烯-硅肖特基结太阳电池的开路电压、短路电流密度较低,其主要是受到本征石墨烯较小的功函数及较大的薄膜电阻的影响。针对这些问题,该文基于实验报道的石墨烯和晶硅电学参数,利用AFORS-HET软件对石墨烯-硅肖特基结太阳电池进行仿真模拟。模拟结果表明,石墨烯层中的受主浓度、功函数、及禁带宽度的增加都能提高开路电压。而晶硅层施主浓度的提升则会使开路电压下降,随着晶硅施主浓度的增加,开路电压从494.1 mV下降到386.6 mV。最后对晶硅及石墨烯层的厚度优化,电池效率达到11.92%,为目前报道此种结构电池的模拟最高值。     

串联电阻对不均匀铜铟镓硒电池性能的影响

由于铜铟镓硒太阳电池的不均匀性以及电池输出特性的非线性,现有表征大面积电池的加权平均效率需要进行修正以便更好反映光伏组件的效率。由于串联电阻的增加常被认为可改善电池均匀性,因此本文针对串联电阻的影响进行重点研究。本文基于太阳电池模型,假定大面积太阳电池可看作是多个小面积太阳电池单元并联而成的太阳电池单元组件。计算结果表明,并联光伏组件的效率比加权平均效率低;提高光伏组件的串联电阻能在一定程度上改善电池不均匀性,但未必能提高光电转换效率,这有赖于光伏组件的不均匀程度和其本身的串联电阻大小;当光伏组件本身的均匀性较好且串联电阻也较小时,提高光伏组件的串联电阻能提高光伏组件效率。     

背电场电池厚度的选择

背电场电池在背接触处以高掺杂造成一漂移场。以n~ /p/p~ 为例,p/p~ 即所谓“高低结”,它是一种半透膜,允许多子通过而拒斥少子。它的存在使得p区的连续方程边界条件不同于普通电池。本文根据这些边界条件求得背电场电池的结电流和反向电流,并得到如下结论:背电场电池之结电流总大于普通电池(电池厚度、少子扩散长度等参数一样);少子扩散长度一定时,背电场电池厚度的增加使结电流减小,反向电流增加,从而使开路电压降低;如背电场电池少子扩散长度随电池厚度增加而增加,则结电流增大而反向电流降低。 背电场电池厚度的选择准则是厚度与少子扩散长度相等。     

柴油机颗粒过滤器再生时颗粒层氧化燃烧特性探究

基于可视化单通道台架,采用激光位移传感器在线测量再生时过滤壁面上颗粒层厚度,采用电镜离线观测颗粒层形貌,探索已沉积的炭黑颗粒层在柴油机颗粒过滤器(DPF)过滤壁面上的再生氧化过程。结果表明,基于颗粒层厚度变化曲线,再生过程分为3个阶段:第Ⅰ阶段,颗粒层厚度缓慢降低;第Ⅱ阶段,颗粒层厚度快速降低,氧化反应主要发生在DPF孔隙气流处,颗粒层表面出现凹坑形貌;第Ⅲ阶段,颗粒层厚度再次缓慢下降。同时,炭黑颗粒微观形貌由均匀堆积形貌向链状和环状形貌变化,颗粒层随氧化的进行呈现凹坑结构。     

活性层厚度及温度对有机太阳电池的数值分析

利用AMPS-1D软件研究以P3HT∶PCBM为活性层的异质结有机太阳电池的各项性能。仿真结果表明:器件的短路电流、开路电压、光电转换效率、载流子的复合率均随器件活性层厚度的增大而增大,但器件的填充因子和内建电场随厚度的增加而减小。温度影响开路电压,但对短路电流影响不大。通过曲线的拟合发现,填充因子随着活性层厚度的增加呈现一次指数衰减,光电转换效率呈现一次指数增加的趋势。     

高Al组分p-Ga_(1-x)Al_xAs/p-GaAs/n-GaAs太阳电池收集效率和短路电流的理论计算

本文对p-Ga_(1-x)Al xAs/p-GaAs/n-GaAs太阳电池收集效率的光谱响应和短路电流进行了计算,表明窗口层和窗口层漂移电场能有效地减小表面复合的影响,提高短波区的光谱响应。本文还讨论了窗口层厚度、Al组分、p-n结结深、表面复合速度和扩散长度对电池性能的影响。指出要得到大的短路电流,窗口层的电子扩散长度应大于窗口层厚度,p-GaAs区的电子扩散长度应大于三倍结深。在p-GaAs电子扩散长度一定的条件下,有一最佳结深,短路电流有极大值。