太阳模拟器关键参量校准方法研究

提出了一种在线校准太阳模拟器电学参量测量准确度的方法,可以实现伏安特性曲线的多量程校准,利用此方法搭建了太阳模拟器电子负载箱电流、电压、功率等关键电学参量校准装置。针对太阳模拟器辐照不均匀度、不稳定度校准装置,分析了太阳电池探测器温度和负载阻值对太阳模拟器均匀性校准结果的影响,发现对于常规尺寸156mm×156mm单晶太阳电池探测器,负载阻值应小于30mΩ;当辐照不均匀度测试过程中探测器温度保持恒定情况下,恒定温度量值大小对辐照不均匀度测量结果无影响。     

光谱失配对太阳电池短路电流测量准确性影响分析

讨论了基于太阳模拟器和标准太阳电池校准被测太阳电池的方法中,光谱失配对其结果准确性的影响。分析了2块标准太阳电池在2台不同太阳模拟器下的短路电流测试结果,根据待测电池、标准电池的相对光谱响应度以及太阳模拟器光谱和标准光谱辐照度,计算其光谱失配因子,并对比了光谱失配修正前后所得测试结果的偏差。计算方法和实验数据,为太阳电池的校准和测试提供了相关依据。     

光谱失配对标定太阳电池产生的影响分析

标准太阳电池的短路电流可用来确定太阳模拟器的总辐照度强度。选取单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜和染料敏化4种常见类型的太阳电池,分别进行光谱响应度测量。对光谱匹配分别为A、B、C级的太阳模拟器进行光谱辐照度分布测量。利用光谱失配计算公式,并结合标准AM1.5G太阳光谱辐照度分布数据,理论计算出由于光源间光谱不匹配以及电池间光谱响应度不匹配所产生的光谱失配因子,并对标定太阳电池产生的影响进行了分析。     

一种太阳模拟器检测装置的研制

本文介绍了一种太阳模拟器检测装置,以太阳电池模块作为太阳模拟器的辐照度检测模块,数据采集卡作为数据采集模块,所采集的数据经上位机处理,可对太阳模拟器的不稳定度、不均匀度等参数进行现场检测,使得检测流程更为便捷、可靠。     

太阳电池片的检测方法及其短路电流不确定度评定

在光伏产业中,对太阳电池片的标定是非常重要的环节,为了满足光伏产业不断提高的测量准确度需求,搭建了一套太阳电池片测量系统。该系统包括整体性能达到超3A级的双光源稳态太阳模拟器(辐照面积200 mm×200 mm)、标准太阳电池、温控真空吸附平台,以及配套的探针排。文章以常用的晶硅电池为例,对太阳电池片的基本检测方法进行了阐述,并对关键参数短路电流进行了不确定度评定。根据分析,短路电流不确定度为U_(rel)=1. 6%(k=2),能够为光伏企业提供太阳电池片的测量校准服务。     

I-V曲线分析仪短路电流校准方法探究

I-V曲线分析仪是对太阳能电池性能测试和分析的一个重要工具,文章从太阳能电池工作原理和I-V曲线分析仪在测试太阳能电池时的工作原理上入手,对I-V曲线分析仪测试太阳能电池短路电流的原理研究,阐述I-V曲线分析仪短路电流校准方法及不确定度进行分析。     

石墨烯/环氧树脂复合涂层的γ射线辐照损伤及其腐蚀防护性能

用硅烷偶联剂对石墨烯表面进行修饰, 制备石墨烯/环氧树脂复合涂层。通过交流阻抗(EIS)和塔菲尔极化曲线(Tafel slope)等电化学方法分析复合涂层经伽马射线辐照后的腐蚀防护性能。采用电子自旋共振(ESR)和傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)等测试复合涂层的γ射线辐照损伤, 探索了石墨烯在环氧树脂中抗辐照损伤的作用机理。Tafel结果显示复合涂层经280 kGy辐照后, 腐蚀电流为6.140×10^-9 A/cm², 而纯环氧树脂涂层的腐蚀电流则为1.340×10^-8 A/cm², 说明石墨烯可以使复合涂层保持较好的腐蚀防护性能。ESR分析表明, 复合涂层中的石墨烯可以降低环氧树脂基体在γ射线辐照过程中产生的过氧自由基, 表明石墨烯可有效吸收辐照过程中的自由基。辐照前后复合涂层的FT-IR图谱没有发生明显变化, 说明石墨烯有效降低了伽马射线对环氧树脂的结构损伤。因此, 可以认为石墨烯能够减缓环氧树脂在高能辐照环境中的老化, 从而延长其使用寿命。     

太阳模拟器辐照不稳定性测试方法

介绍太阳模拟器的基本结构和工作原理,分别研究脉冲和稳态太阳模拟器不稳定性的测试方法。对测试太阳模拟器不稳定性的采样方法和采样结果进行讨论分析,并通过实验得到典型结果。讨论了对太阳模拟器不稳定性测试装置本身的验证方法。     

一种提高染料敏化太阳电池光吸收的结构的初步研究

染料敏化太阳电池中的染料对入射太阳光的充分吸收是提高电池光电转换效率的一个重要因素,针对染料在长波范围吸收光差的缺点,本文介绍了一种提高电池光吸收的改进结构.对P25氧化钛粉工艺制备的电池及改进结构的透过光谱和光电转换效率进行了初步研究,电池的透过光谱测试表明,有相当一部分光透过电池而没有充分利用.经太阳模拟器测试,改进结构对提高电池光吸收具有明显的效果,短路电流增加了大约0.8mA/cm2,光电转换效率相对提高了11.4%.     

太阳能模拟器滤光片的研制

太阳能模拟器作为研究航天科技卫星空间环境模拟和太阳能电池的检测与标定的必要模拟设备,越来越受到人们的关注,其中,模拟器滤光片(AM1.5)是太阳能模拟器的关键元件。本文依据标准大气光谱和标准氙灯的光谱曲线,得到了AM1.5型太阳能模拟器滤光片的透射率光谱曲线。在此基础上用TFC膜系软件对该滤光片的膜系进行了设计、优化,并对该膜系进行了镀制工艺研究。光谱测试结果表明,所研制的滤光片的中心波长950 nm处的透射率T=15%,半宽度350 nm;400~750 nm波段内,平均透射率Ta≥95%,1200~1400 nm内平均透射率Ta≥92%。光谱辐照度测试结果表明,其辐照匹配度在0.89~1.09之间,达到A类滤光片要求。     

太阳模拟器中光谱修正滤光片的研制

在太阳模拟器中,鉴于氙灯的优点及其光谱能量分布与太阳光谱的相近性,通常使用氙灯模拟太阳光谱,但由于氙灯光谱与太阳光谱分布存在差异,所以研制一种滤光片进行氙灯光谱分布的修正.考虑到滤光片工作在强光辐照务件下,所以选用的薄膜材料必须具有低的吸收和高的抗能量阈值.采用电子束和离子辅助沉积技术进行膜层的制备,选择合理的沉积方式并通过优化工艺参数使膜层表面光滑、牢固且通过抗能量测试,最终研制出的光谱修正滤光片满足使用要求.     

Solar Energy Materials

Solar energy materials have properties tailored to meet requirements set by the spectral distribution, angle of incidence, and intensity of the electromagnetic radiation prevailing in our natural surroundings. Specifically, the optimization can be performed with regard to solar irradiation, thermal emission, atmospheric absorption, visible light, and photosynthetic efficiency. Materials for thermal and electrical conversion of solar energy in man‐made collectors, as well as for energy‐efficient passive design in architecture, are typical examples. This paper reviews solar energy materials with emphasis on the thermal applications of a variety of types. Electrical applications are given a more cursory exposition, the reason being that a systems perspective—rather that a materials perspective—is most fruitful in this case.     

太阳电池光电性能参数校准方法研究

针对地面用太阳电池的光电性能(I-V特性)参数,建立了基于太阳模拟器法的校准装置,提出了准确的I-V特性参数校准方法。分析了光源辐照度、光源光谱失配、标准与被测太阳电池光谱响应度失配、温度等因素对关键性能参数校准结果的影响,并对其不确定度进行了评定。结果表明:建立的校准装置可实现短路电流(I_sc)、开路电压(V_oc)、最大输出功率(P_m)的相对扩展不确定度分别为1.2%(k=2),0.9%(k=2),1.5%(k=2)。     

钙钛矿太阳能电池技术发展历史与现状

简要回顾了钙钛矿太阳能电池的发展历史,解释了钙钛矿太阳能电池本质上是固态染料敏化太阳能电池。介绍了钙钛矿太阳能电池的微观发电机理,结合钙钛矿太阳能电池的能级图分析讨论了钙钛矿与电子传输层和空穴传输层的能级匹配。分析总结了钙钛矿太阳能电池的光伏技术参数,包括光生电流密度、开路电压、填充因子、能量转换效率以及光伏性能的稳定性。钙钛矿太阳能电池的能量转换效率、短路电流密度和开路电压均已超过非晶硅薄膜太阳能电池,填充因子与非晶硅薄膜太阳能电池很接近。钙钛矿太阳能电池有希望实现产业化而成为下一代薄膜太阳能电池。指出了钙钛矿太阳能电池大规模市场应用在制造技术上的瓶颈即空穴传输层的造价昂贵,并综述了解决该瓶颈的最新研究工作。     

Microprocessor-Based Solar Cell Measurement System

A microprocessor-based solar cell standard characteristics measurement system is described. Data aquisition and digital conversion of the current-to-voltage characteristics and the spectral response allows the performance of several operations as averaging, storage, minicomputer connection, and parameter determination of the theoretical models introduced. Several results are shown concerning the accuracy of the method on the determination of series resistance, reverse saturation current, and the minority carriers lifetime on the base region of solar cells.     

n型层对柔性衬底微晶硅太阳电池特性的影响

在不锈钢柔性衬底上采用等离子体化学气相沉积(PECVD)方法制备了不同结构的n型硅薄膜,测试了在其上生长的微晶硅太阳电池的电学输出特性.发现太阳电池的开路电压随n型层的硅烷浓度线形变化,短路电流密度则存在一个最优值,这与n型层引起的本征层中的孵化层和结构演变有关.将优化后的n型层应用于不锈钢柔性衬底的非晶硅/微晶硅叠层...     

标准太阳电池标定值计量方法研究

基于差分光谱响应度法搭建了标准太阳电池标定值校准装置,分析了标准太阳电池绝对光谱响应度随电池温度和偏置光辐照度的变化关系,通过数值拟合得到太阳电池短路电流与偏置电流的关系,实现太阳电池标定值测量不确定度1.2%(k=2)。搭建了标准太阳电池标定值户外计量装置,实现测量不确定度2.38%(k=2)。差分光谱响应度法与户外总辐射法测量结果比对的比率值为0.95,表明2种方法测量结果在不确定范围内量值等效。