局部阴影遮挡下大尺寸光伏组件的输出特性研究

以太阳电池尺寸为210 mm×105 mm、电路结构为并串结构的大尺寸光伏组件为例，首先分析单片太阳电池不同阴影遮挡比例时的情况，然后分析光伏组件6种不同阴影遮挡比例和18种典型阴影遮挡位置和形状对大尺寸光伏组件输出特性的影响。结果表明：随着单片太阳电池阴影遮挡比例不断增大，二极管始终未导通，但光伏组件的最大功率逐渐降低，最后降至初始功率的2/3；阴影遮挡比例对采用并串电路结构的大尺寸光伏组件的I-V特性的影响是非线性的。对于整块光伏组件而言，阴影遮挡比例越大，光伏组件的最大功率越小；在同一阴影遮挡比例下，集中阴影遮挡对光伏组件最大功率损失的影响更大。     

串并联结构太阳电池组件功率仿真及试验研究

结合实际生产特点,将太阳电池组件分为3个区域,通过改变连接方式以实现串联或串并联结构,构建太阳电池组件测试系统。通过数值模拟和试验验证,分析这两种拓扑结构在不同光照阴影下的最大输出功率特点。实测结果表明,在正常情况下,串联和串并联结构最大输出功率基本相同;当某区域有一片被遮挡时,串并联结构比串联结构大9.4%;当某两个区域中各有一片被遮挡时,串并联结构比串联结构大49.1%,当3个区域均有一片电池片被遮挡时,串并联结构比串联结构小5%。研究结果表明,在有部分光照阴影时,串并联结构比串联结构有更大的功率输出。     

非均匀光照下染料敏化太阳电池组件的输出特性与功率损失

通过分析偏压条件下染料敏化太阳电池的电流电压特性,给出遮挡情况下染料敏化太阳电池组件的电学模型。模拟分析部分遮挡情况下,染料敏化太阳电池组件的输出特性和功率损失,以及反向导通时染料敏化太阳电池的负载特性。结果表明:部分遮挡情况下并联组件中被遮挡电池处于正偏压下,由于难以被击穿,能耗极小。串联组件中被遮挡电池易工作在负偏压区域而成为耗能负载,但作为负载的功率较低。     

局部阴影条件下光伏组件性能实验研究

局部阴影遮挡严重影响光伏组件的输出特性,通过光伏组件的变比例遮挡以及特定比例下变化遮挡部位的方式对上述问题开展实验研究。研究表明:光伏组件受到阴影遮挡的比例越大,输出特性越差,10%为遮挡比例的转折点,超过之后特性曲线下降斜率陡增,当组件被遮挡20%以上时,最大输出功率Pm接近于零,特性曲线已不完整。分析10%遮挡面积下不同遮挡方式对输出特性和发电量的影响,光伏组件的Pm随单体电池被遮挡比例的增加而减小,给出不同遮挡方式下组件的功率损失。     

局部阴影条件下光伏组件的输出特性研究

为研究局部阴影对光伏组件输出特性的影响,本文以320 W单晶硅光伏组件为研究对象,利用软件模拟方法研究组件在不同遮挡比例和不同遮挡方式下的输出特性,并通过现场实验对模拟结论进行验证。研究结果表明,光伏组件内任意一块电池片的遮挡均会导致整个组件输出功率衰减,当电池片被遮挡面积大于50%时,组件输出功率降低1/3;组件中处于同一旁路二级管内的电池片被遮挡时,不论被遮挡的电池片数量是多少,均会导致约29%的组件功率衰减;组件被局部阴影纵向贯穿遮挡时的输出功率比横向贯穿遮挡时提高约216 W。     

部分遮挡条件下CIGS组件性能实验研究

由于铜铟镓硒(CIGS)组件在遮挡条件下的输出性能明显不同于晶硅组件,因此文章设计了24组遮挡实验,对不同条件下CIGS组件的输出性能进行研究。经过研究发现:当CIGS组件中全部子电池的部分区域被遮挡时,该组件的峰值输出功率损失比例与遮挡面积比例基本一致;由于CIGS组件的反向击穿电压较低,因此当该组件的部分子电池被全部遮挡时,被遮挡的子电池会被击穿导通,该组件能够向外输出功率,但峰值输出功率损失与遮挡面积不呈线性关系;当CIGS组件部分子电池的部分区域被遮挡时,Y方向遮挡尺寸对组件峰值输出功率损失的影响大于X方向。     

太阳电池非等宽主栅前电极栅线的优化设计

为提高太阳电池转换效率,降低生产成本,分析太阳电池功率损失机制,建立非等宽主栅太阳电池总体相对功率损失模型.通过求解该模型得到太阳电池最佳前电极栅线形状尺寸参数.采用PC1D软件进行仿真分析得到太阳电池的光电转换效率,该结果与理论值匹配度较高;当主栅线数为2～6时,非等宽主栅结构太阳电池相比于典型的等宽栅线结构太阳电池...     

局部阴影遮挡的太阳电池组件输出特性实验研究

结合太阳电池双二极管与雪崩击穿效应数学模型,设计太阳电池组件遮挡实验,并对组件性能进行实际测试。分别在有、无旁通二极管两种情况下,分析比较单片太阳电池小比例(1%～10%)、大比例(10%～100%)遮挡及多片电池阴影遮挡的太阳电池组件输出的I-V及P-V特性曲线。结果表明,有、无旁通二极管情况下,组件单片电池被遮挡1%～10%,整个组件输出功率下降比例均不超过2%,同一串电池片之间可允许存在小的功率差异或表面辐照强度差异(<5%)。同组件无旁通二极管多个电池遮挡实验显示,电池出现热斑效应时会被反向击穿,实验组件击穿电压约15V,为避免热斑损害,组件中应对少于15/0.6=25片串联电池并联一个旁通二极管。     

非晶硅太阳电池的衰减

自1976年研制成功第一个非晶硅太阳电池以来,经过15年的发展,全世界非晶硅太阳电池年产量已达15MW,约占整个光伏产品的1/3,成为太阳电池的主导产品。人们发现,非晶硅太阳电池在运行中随着时间的增长,輸山功率有一定程度的衰减。这一问题是非晶硅太阳电池推广应用的主要障碍,各国科学家为了解决这个难题进行了大量研究.所谓性能衰减,实际上包括两个方面内容:一是光致效应(S-W效应)引起     

浅析非晶硅太阳电池优势及其在路灯上的应用

从年发电量、能量回收期和应用范围三大方面分析非晶硅太阳电池相对于晶体硅太阳电池的优势,并对非晶硅太阳电池较晶体硅太阳电池年发电量多的原因进行了分析。最后提出在太阳能路灯中采用非晶硅-晶体硅复合光伏组件供电方式,可降低太阳能路灯光伏组件的功率配置,减小蓄电池容量配置和放电深度,缩短欠压后恢复期,延长蓄电池的使用寿命。     

柔性衬底微晶硅薄膜太阳电池研究

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了系列本征微晶硅薄膜材料和nip单结微晶硅太阳电池,研究了硅烷浓度、衬底温度和辉光功率等沉积参数与薄膜材料性能、薄膜电池性能三者之间的关系.拉曼光谱和器件测试结果表明:随硅烷浓度的增加,本征层晶化率逐渐减小,直至转变为非晶硅;沉积温度高于200℃时,电池性能严重恶化;随等离子辉光功率增加,材料晶化率保持不变,而电池开路电压逐渐增大,短波光谱响应逐渐增强.在此基础上,优化了单结微晶硅电池沉积参数,得到效率为6.48％ (AM0,25℃)的单结微晶硅薄膜太阳电池;并将其应用到非晶硅／微晶硅叠层电池中,在不锈钢柔性衬底上得到效率为9.28％( AM0,25℃)的叠层电池.     

N型单晶硅衬底上非晶硅/单晶硅异质结太阳电池计算机模拟

采用德国HMI研发的AFORS-HET软件模拟了N型衬底非晶硅,单晶硅异质结太阳电池的特性,结果表明随着发射层厚度的增加,短路电流下降,电池的短波响应变差.在非晶硅,单晶硅异质结界面处加入不同的界面态密度(Dit).发现当Dit1012cm-2·eV-1时,电池的开路电压和填充因子均大幅减小,导致电池效率降低.当在非晶硅,单晶硅异质结界面处加入本征非晶缓冲层后,电池性能明显改善,但是缓冲层厚度应控制在30nm以内.模拟的a-Si/i-a-Si:H/c-Si/i-a-Si:H/n a-Si双面异质结太阳电池的最高转换效率达到28.47%.     

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...     

太阳电池负载的工作区间

基于实际太阳电池的五参数模型的研究指出,只有当Rs/Rsh≤1/8时得失功率比大于"1",即输出功率大于内耗功率,并比较了理想、串阻、并阻和实际太阳电池的得失功率;当最大功率负载Rm L=0.5Rs(1+Rsh/Rs)时,太阳电池工作在最大功率点处获得最大得失功率比[(1+Rsh/Rs)×0.5-1]/2;由单体电池组成的电池阵列,要求单体电池的得失功率负载工作区间保持一致。     

日制成效率达12％的非晶硅太阳电池

日本三洋电机公司最近研制成了转换效率高达12％的非晶硅太阳电池,而过去的世界最高纪录为11.1％。这一转换效率已接近理论极限值。非晶硅太阳电池成本低,然而效率也相对较低。     

转换效率9.6／%的大面积非晶硅太阳电池

日本三洋电机公司功能材料研究所的大西及桑野,最近研制出转换效率为9.6％的10cm正方形集成结构非晶硅太阳电池。这是目前世界上大面积非晶硅太阳电池达到的最高转换效率(他们曾在1cm正方形非晶硅太阳电池上达到11.7％的效率)。该电池结构示于图1,电池特性列于表1。为了提高电池效率,他们首先分析了电池能量的     

方形焦斑聚光硅太阳电池的栅线设计

本文讨论了方形焦斑聚光硅太阳电池栅线的最佳设计问题,对2×2cm~2、2.5×2.5cm~2和3×3cm~2太阳电池的反方形栅线图形进行了最佳化处理,利用分布参数法对功率损耗进行了计算,给出了50个太阳、75个太阳和100个太阳下反方形栅的最佳栅线尺寸和功率损耗值。由于栅线结构的改进,电池的能量转换效率增益可达3.5％(50个太阳)。当栅线尺寸偏离最佳设计时,文中绘出的等功率损耗曲线能预示太阳电池输出功率将会受到的影响。     

2.5千瓦非晶硅太阳电池系统

日本东京工业大学的一栋10层高的楼房顶上安装了一套非晶硅太阳电池系统。系统功率2.5千瓦,它共有12280片10×10cm~2的非晶硅太阳电池。电池由富士公司和三洋公司提供,富士公司的电池组件为5块×46列,电池衬底为不锈钢;三洋公司的组件为4块×50列,衬底为玻璃。为了比较单晶硅电池与非晶硅电池在风吹雨打、日晒夜露等自然条件下的变化,屋顶上还装有单晶硅太阳电池及太阳辐射计。     

硅氧合金薄膜及其在高效纳米硅薄膜叠层太阳电池中的应用研究

系统研究两种不同形态的硅氧合金薄膜,用甚高频PECVD系统制备的非晶硅氧和纳米硅氧薄膜的特性,以及其在纳米硅薄膜叠层薄膜太阳电池中的应用。实验中主要通过对不同的气体流量比的优化、沉积功率和沉积压力的优化,分别制备出光学带隙约为2.1 e V,折射率约为3的a-SiO_x∶B∶H薄膜,作为非晶硅顶电池的p1层,以及带隙为2.2~2.5 e V,折射率为2.0~2.5,晶化率为20%~50%的nc-SiO_x∶P∶H薄膜,作为非晶硅/纳米硅叠层电池的中间反射层和纳米硅的底电池n2层。最后将优化后的a-SiO_x∶B∶H和nc-SiO_x∶P∶H薄膜应用到非晶硅/纳米硅薄膜叠层电池中,在0.79 m~2的玻璃基板上制备出初始峰值功率为101.1 W、全面积初始转换效率为12.8%、稳定峰值功率为87.3 W、全面积稳定转换效率为11.1%的非晶硅/纳米硅叠层电池。     

非晶硅太阳电池

太阳电池能把光能直接转变成电能,而电能又易于输送和利用,所以各国对太阳电池的研制极为重视。七十年代中期,非晶硅太阳电池问世,它具有工艺简单、原料省、耗能少、成本低以及能制成大面积等优点,为大规模应用太阳电池展现了美好的前景,很有希望成为新一代太阳电池产品。非晶硅在结构、光学性质及电学性质方面与单晶硅不同。非晶硅中硅原子的排列不象单晶硅中那样有规律,但却象单晶硅中的原子伸有四只“手”(键)。然而,非晶硅中原