太阳电池的双指数简化模型

以太阳电池的双指数理论模型为研究对象,通过数值模拟的方法,建立太阳电池的简化模型,并利用太阳电池的实验数据进行了模拟分析.研究结果表明:以简化模型为基础,仅利用生产厂家为用户提供的产品在标准测试条件(STC)下测出的I∝、V∝、Im、Vm作为参数,能以较高的精度计算出太阳电池的,I-V特性,为太阳电池数学模型的工程应用提供了可能.     

基于太阳电池板的皮卫星太阳矢量测量算法研究

以低轨道皮卫星为应用对象,设计了一种基于太阳电池板的太阳矢量测量敏感器。敏感器完全复用卫星体装供电的太阳电池板进行矢量测量。通过对太阳电池板Ⅰ-Ⅴ输出模型的分析,提出了一种计算电池片工作点变化、补偿温度影响的太阳矢量测量算法。算法以卫星各个表面太阳电池片的电流、电压、温度为输入,测量范围为整个空间。经过实验和仿真以及对非理想余弦特性、测量噪声和地球反照光影响的分析,敏感器单独工作时,一般情况下测量精度优于9.2°,任意情况下优于12.7°。     

非晶硅与晶硅太阳电池发电比较分析

采用实验测量装置对非晶硅太阳电池组件和单晶硅太阳电池组件的日均发电量进行测试对比,并对非晶硅的温度系数、I-V曲线特性及低光强下的吸收特性进行了分析。结果显示:非晶硅太阳电池板的发电效能优于单晶硅太阳电池板。     

智能太阳电池模拟系统的研究

针对国内外光伏系统研究的现状,提出并研究了一种大功率智能太阳电池模拟系统。通过分析太阳电池模拟数学模型,进行了智能模拟系统样机的软件、硬件设计与评价。本系统在给定太阳电池特性参数的情况下能自动生成太阳电池的I-V或P-V特性曲线。同时,也可设定随时间变化的日照强度等外界环境因素,系统将这些外界因素自动印加在模拟太阳电池上,从而实现外界环境变化下太阳电池的模拟输出。此外,系统可计算出各种模拟状况下的理论最大功率点和实际运行的工作点等工作状态,从而能方便、快捷、准确地评价太阳能发电控制器的工作状况。为确保模拟的快速性和实时性,模拟曲线数据完全下载到控制器内部,避免了通信造成的堵塞和延时。因此,本系统具有操作简单、使用方便、实时高效等特点,可广泛应用于太阳电池及其发电系统的研究。     

太阳电池及方阵的模型与仿真

介绍了太阳电池及方阵的数学模型和电路模型,特别针对用于计算机解析计算的模型进行了详细地描述。介绍了利用模型对太阳电池及方阵的特性,并进行了初步仿真,结果表明该模型能够模拟太阳电池及方阵的特性。     

晶体硅组件的串联电阻损失及改善

对晶体硅太阳电池组件串联电阻的组成及产生机理进行分析,并将理论计算值与实际测量值进行比较。结果表明,理论计算值十分接近实际测量值。指出晶体硅太阳电池组件串联电阻随太阳电池效率的提高及太阳电池I-V曲线一致性的改善而减少。提出减少晶体硅太阳电池组件串联电阻的设想,并给出新结构组件的设计方案。     

太阳电池直流模型的计算机仿真

太阳电池特性由材料、设计和工艺决定，太阳电池直流模型则可描述其电特性。现有的测试方法不能直接测出模型参数，但容易获得太阳电池片实测Ｉ—Ｖ数据，采用最小二乘法拟合出模型参数，就可以建立模型参数与制造工艺的直观联系。本文对提高模型拟合的速度及精度的实现方法进行讨论，在计算机上实现快速拟合。     

硅太阳电池模型参数计算优化方法

在进行光伏发电系统的数字仿真、输出功率预测、运行调度和优化设计时,均需对太阳电池及阵列的电气特性进行精确建模。以硅太阳电池单二极管等效电路模型为基础,运用粒子群算法,提出一种计算模型五参数(Iph、Isat、Rs、Rsh、A)的优化方法,并分析了辐照强度和温度变化对模型参数的影响。该方法仅使用太阳电池生产厂商提供的在标准测试状况下的4个电气参数(Voc、Isc、Vm、Im),便可计算一般工况下的I-V特性曲线。在Matlab中建立仿真模型,仿真与实验结果表明新模型对于I-V曲线的预测误差一般在2%以内。     

利用外量子效率研究太阳电池陷阱特性

利用SRH(Shockley-Read-Hall)复合理论,建立一种新的测量太阳电池材料中陷阱特性的模型。该模型描述了晶体硅太阳电池基区中的电子陷阱能级相对位置(E_t)、陷阱浓度(N_t)、陷阱对空穴与电子的俘获截面的比值(σ_p/σ_n)与晶体硅太阳电池的开路电压、外量子效率之间的关系。通过测量在有偏置光源和无偏置光源情况下,单晶硅和多晶硅太阳电池在500~1050 nm波长范围内单色光照射时的开路电压和外量子效率,计算出陷阱能级上电子浓度的变化量,从而获得电池基体材料中的陷阱特性。该方法可在室温下利用太阳电池量子效率测试系统进行测试,降低测量成本与测试复杂性,并且可扩展量子效率测试系统的应用。     

关于太阳电池效率的测定

本文讨论了太阳电池效率的测量问题。标准电池和被测电池光谱响应不同,以及光源的光谱辐照度与标准阳光相差太大,是影响测量精度的主要原因。所以用任意光源进行测量时,必须对光谱进行修正;只有太阳电池的光谱响应为常数时,才能用它来计算修正因子;电池的积分响应为常数时,电池在阳光下标定才有意义。     

测量太阳电池结品质因子的新方法

本文报道了借助太阳电池在光照下的J—V曲线测试结品质因子的新方法。对高效率太阳电池,该方法不用知道其它参数便可通过光照下的J—V曲线确定其结品质因子;对于低质量太阳电池,在确定结品质因子时无需知道饱和电密度。本文对具有不同串联电阻及并联电阻的太阳电池进行了分析和计算,并对不同结构的太阳电池(n~+/p,MIS以及MINP)的结品质因子进行了测试,其值在1—2之间,与理论上的预测相当吻合。     

基于双指数模型的太阳电池输出特性计算机模拟

以双指数形式太阳电池理论模型为基础，用实验数据拟合太阳电池的I-V特性。然后利用获得的重要待定参数的拟合值对太阳电池的I-V和P-V特性计算机模拟，并分析了它们对太阳电池性能的不同影响机制。     

陈述式太阳电池模型及参量数值标定

鉴于太阳电池过程式模型在重用性、层次性及参数化等方面的不足,采用面向对象的陈述式建模方法,基于面向对象的物理建模语言Modelica,在建模仿真平台MWorks上建立易于修改、重用和扩充的太阳电池等效电路模型,该模型与等效电路保持拓扑结构上的一致。为提高太阳电池模型的I-V曲线计算的准确度,提出采用数值法对模型参数进行标定,与以往分析法结果对比表明,该方法能更好地保证整个端电压范围太阳电池模型的特性曲线与实验数据保持很好的吻合度,测例的平均相对误差为1.67%。     

非晶硅肖特基势垒太阳电池

α-Si太阳电池有多种形式。目前常见的有四种:ITo—α-Si异质结太阳电池;pin太阳电池;金—半肖特基势垒太阳电池和MIS太阳电池。其中肖特基势垒太阳电池的稳定性尚有一定问题,有待深入研究。但由于这种电池制造工艺比较简单,目前可用作分析α-Si材料光电特性的工具。 本文报道一种在不锈钢衬底上用α-Si制造的肖特基太阳电池的工艺方法、结构特点和电池参数。并对串联电阻的来源进行了讨论。     

太阳电池绒面测量与分析

通过对ＭＯＳ结构电容的测量分析,计算出太阳电池表面积的变化,实现对电池绒面制作 工艺的控制与分析。实验数据与理论计算结果一致,通过ＭＯＳ系统的Ｃ－Ｖ特性测量可进一步对太阳的表面和界面特性作更加系统和深入的分析。     

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。     

任意光强和温度下的硅太阳电池非线性工程简化数学模型

建立太阳电池数学模型对于太阳电池的特性研究、光伏发电系统的数字仿真和优化设计等具有非常重要的意义.基于硅太阳电池的理论数学模型,忽略一些次要因素的影响得到其非线性工程简化数学模型.该模型仅利用太阳电池生产厂商提供的在标准测试条件下的4个电气参数(Ⅰsc,Ⅴoc,Ⅰm和Ⅴm),且通过引入相应补偿系数来考虑太阳光强和电池温度任意变化时对输出电气特性的影响.利用matlab/simulink模块搭建了仿真模型,将模型仿真结果与实际太阳电池阵列的实验测量结果进行比较,结果表明,该模型的误差一般都在工程允许的6%以下,达到工程应用精度要求.     

TDC90-Ⅰ型太阳电池参数智能测量仪

报道了一种实用型太阳电池参数智能测量仪,采用单片微型计算机为其核心,配以12位高精度A/D、D/A转换器,在电子负载中增加对数校正环节,能自动、快速测量太阳电池参数和I—V曲线,并有显示和打印功能。测量精度和准确度都在±1％以内。     

太阳电池电性能的自动测试与描绘

本文报道了一种低成本太阳电池电性能自动测试仪,该仪器采用特殊设计的电子负载,经微处理机控制,能自动、快速和稳定地打印出太阳电池的I—V特性曲线和V_(oc)、I_(sc)、V_m、I_m、P_(max)、FF、η等项参数,以及测试条件和测试日期、序号。 文中还就采样策略、档位自动转换、数据处理及测试精度问题进行了讨论。     

基于动态环境变量的太阳电池模型研究

为研究动态环境变量与太阳电池输出特性的关系,在分析太阳电池工程数学模型的基础上,根据MPPT算法和电池外特性,提出2种新的电池模型表征思路。建立动态环境变量与开路电压U_(oc)、短路电流I_(sc)、最大功率点电压U_m、最大功率点电流I_m和最大功率点功率P_m这5个太阳电池输出特性参数之间的联系,并在Matlab/Simulink平台上搭建对应的仿真模型。同时,通过温度变化对太阳电池输出特性影响的试验,说明模型的有效性。试验结果表明基于MPPT算法的太阳电池模型相较于基于外特性的仿真模型计算结果误差率更低,但计算过程更复杂。