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。     

渐变带隙Cd1-xZnxTe太阳电池光电转换效率的数值模拟

Cd1-xZnxTe是直接带隙半导体材料,其禁带宽度随x值的变化在1.45eV～2.26eV间连续可调.将具有渐变带隙结构的材料作为太阳电池的光吸收层,可以在近背表面的薄层内产生一个准电场.该电场不仅能将俄歇复合发生的位置有效局域化,而且还可降低由表面复合引起的载流子损耗,增强光生载流子的收集效率,进而提高电池的光电转换效率.用渐变带隙Cd1-xZnxTe多晶薄膜替代了传统CdTe薄膜太阳电池中的均匀相CdTe光吸收层,并用AMPS软件模拟分析了渐变带隙Cd1-xZnxTe太阳电池的光电响应特性.经计算,该电池在理想情况下(无界面态、有背面场,正背面反射率分别为0和1)的光电转换效率高达41%.     

CIGS薄膜太阳电池的数值模拟研究

建立了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池结构模型,利用SCAPS模拟计算得到CIGS薄膜太阳能电池的载流子生成率、能带排列、电场强度等,研究了CIGS薄膜太阳能电池吸收层的Ga组分含量、不同共蒸法制备的电池吸收层缺陷密度、吸收层厚度、掺杂浓度对电池输出性能的影响。结果表明,单步共蒸法制备的电池中CIGS/CdS异质结“尖峰状”的能带排列有利于载流子传输;当Ga组分含量在30%时,太阳能电池的输出性能优异。三步共蒸法制备的电池吸收层缺陷密度进一步降低,可提升电池的输出性能。吸收层厚度为2.0μm厚的电池吸收层即可吸收大部分的光子,继续增加吸收层厚度会导致短路电流密度降低。增大吸收层掺杂浓度,提高了光生电动势、增大了开路电压,但CIGS/CdS异质结界面处势垒下降,载流子复合率上升,导致短路电流密度下降。优化CIGS薄膜太阳能电池参数后,利用SCAPS模拟得到其转换效率达到了27.67%。     

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.     

基于MATLAB的太阳电池的I-U输出仿真

文中利用MATLAB/Simulink仿真工具对太阳电池的输出特性进行仿真。该课题针对MATLAB仿真环境,基于太阳电池的I-U函数关系式,直接利用Simulink软件包建立了太阳电池的仿真模型,通过调节短路电流和开路电压等太阳电池内部参数,方便且准确地模拟了太阳电池的工作情况。最后根据正确的仿真结果制作一个图形用户界面。     

杂质带太阳能电池研究

能源危机和环保的要求使得高效太阳能电池的研究成为各国科技工作者关注的焦点。杂质带太阳能电池由于具有简单的结构和理论上的高转换效率,也日益成为研究人员关注的重点。杂质带太阳能电池的成本优势使其具有广阔的发展前景。本文介绍了杂质掺杂太阳能电池的基本原理、发展历程以及应用前景。     

基于太阳能的白光LED照明技术

阐述了基于太阳能的白光LED照明技术原理,通过介绍太阳能光伏发电LED照明应用系统中的3个典型例子,分析了在系统设计中需要考虑和注意的问题,并针对当前设计中普遍存在的一些问题,提出了若干相应的解决办法,最后指出在今后太阳能LED照明技术的发展中,应该尤其加强太阳能PV和LED照明的技术配合,注重系统设计的整体匹配.     

太阳光伏系统设计浅析

根据具体的工程实例阐述了太阳光伏系统的设计选型、注意事项,并对该系统进行了技术经济评价,对存在的问题作出了分析,提出了解决方法。     

Dual Additive for Simultaneous Improvement of Photovoltaic Performance and Stability of Perovskite Solar Cell

Additive engineering is one of the most efficient approaches to improve not only photovoltaic performance but also phase stability of formamidinium (FA)-based perovskite. Chlorine-based additives, such as methylammonium chloride (MACl), have been in general used to improve phase stability of FAPbI₃, which however often leads to loss of open-circuit voltage V_oc, accompanied by instability of the perovskite phase due to the volatile nature of the MA cation. A dual additive strategy for improving V_oc and thereby the overall efficiency are reported here. The mixing ratio of MACl to CsCl is varied from [MACl]/[CsCl] = 4 to 1, where V_oc increases with decreasing the ratio and best performance is achieved from [MACl]/[CsCl] = 2. As compared to the single source of MACl, the addition of CsCl reduces trap density and increases resistance against charge recombination, which is responsible for the increased V_oc. Moreover, defect passivation achieved by dual additive enables better stability than the single additive MACl as confirmed by long-term stability tests with unencapsulated devices for 50 days under relative humidity of about 40% at room temperature. The best power conversion efficiency of 23.22% is achieved by dual additive, which is higher than that for single additive of MACl or CsCl.     

基于BOOST电路的光伏阵列最大功率点跟踪仿真研究

太阳能电池作为光伏逆变系统最重要的器件之一,其光电转换效率的高低直接影响整个系统的性能以及成本。光伏电池的输出特性受光照强度及其工作环境影响很大,具有明显的非线性特点,因此需要对其最大输出功率点进行跟踪（MPPT）。基于光伏电池的直流物理模型,在MATLAB7．6的simulink平台下建立光伏模块模型,并基于Boost电路利用该模型对常见的三种MPPT控制方案进行仿真研究,仿真结果证明了这些方案的有效性及其优缺点。     

Photovoltaic Characterizations of Crisscrossed-Silicon-Nanorod Solar Cells

A comparative study on photovoltaic characterizations in crisscrossed-silicon-nanorod (CSNR) solar cells with an n-type-CSNR/intrinsic-CSNR/polycrystalline-silicon/p-type-Si(100)-stacked structure was demonstrated by means of the vapor–liquid–solid technique. Results reveal that an improved conversion efficiency of $sim$1.66% and an external quantum efficiency (EQE) of $sim$29% at 690 nm were obtained. The CSNR reflectance was lower than 2% for the 200–1100-nm wavelength range. By developing a proper growth time, the CSNR solar cell has a larger EQE. The mechanisms related to excellent light trapping and a larger EQE were mainly due to the CSNR microstructure.      

基于AVR单片机的太阳能光伏直流控制器

文章介绍了一种用AVR单片机控制的全数字化太阳能光伏直流控制器。该控制器在AVR系列ATMEGA16L单片机的控制下,能对太阳能电池转换的直流电进行有效存储和合理使用,实现了多种工作状态的控制和蓄电池能量管理,实际运行后,达到了预期的各项指标。     

对向型等离子体显示板放电特性分析

采用流体模型分析了对向型交流等离子体显示板(ACM PDP)的放电过程.通过模拟,获得了ACM PDP单元的Q-U曲线及电压转移曲线,同时还给出了放电延迟、电流脉冲宽度与放电电压的关系,所得结果符合实验测量数据.     

太阳能供电系统光伏电池的合理配置

叙述了通信用太阳能供电系统光伏电池的合理配置,对系统的可靠性和经济性的影响,并对多级分组投入和稳压变换式两种供电系统光伏电池配置的特点进行了分析比较。通过两种稳定方式的太阳能供电系统光伏电池配置设计计算,阐述了稳压变换方式太阳能供电系统可以充分用光辐射,减少光伏电池配置,降低整体资金投入的优点。     

基于P3HT的无铅钙钛矿太阳能电池性能仿真研究

综合考虑无毒、价廉等因素,设计以P3HT为空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池。以太阳能电池模拟软件SCAPS-1D对结构为TCO/Ti O_2/CH_3NH_3Sn I_3/P3HT/Au的太阳能电池进行数值模拟仿真,探讨吸收层、电子传输层和空穴传输层的厚度和掺杂浓度,以及吸收层缺陷态密度对电池性能的影响。由仿真结果可知,当吸收层、电子传输层和空穴传输层的厚度分别为140、20以及200 nm,掺杂浓度分别为1×10~(16)cm~(-3)、1×10~(16)cm~(-3)和1×10~(17)cm~(-3),吸收层缺陷态密度为1×10~(16)cm~(-3)时,取得了较佳的结果:V_(oc)=0.77 V,J_(sc)=20.48 m A/cm~2,FF=71.58%,PCE=11.27%。     

单晶Si太阳能电池工艺仿真与性能分析

日益成熟的集成电路工艺与器件计算机辅助设计工具有助于缩短半导体工艺和器件的开发周期、降低开发成本,因而越来越被广泛应用。基于TCAD工具,给出了一种简单pn结太阳能电池的工艺过程,详细介绍了其短路电流、开路电压、填充因子以及转换效率等性能参数的仿真方法,并以p型衬底上单晶Si太阳能电池为例,分别讨论了其伏安特性、光谱特性、照度特性和温度特性。与实验方法相比较,基于TCAD的辅助设计方法对加快国内太阳能电池工艺的技术发展将起到积极的作用。     

太阳光伏能源技术及其标准化

就太阳光伏能源及其技术进行了概念性描述,提出了光伏发电的产业链。根据我国的实际情况,提出我国发展光伏能源的必要性及发展方向。在此基础上,就光伏能源标准体系建设方向及标准化应注意的问题进行重点分析。     

Analytical Simulation of an InAsSb Photovoltaic Detector for Mid-Infrared Applications

A generic model of a mid-infrared photodetector based on a narrow bandgap semiconductor has been developed. The model has been applied for analysis and simulation of an InAs_0.89Sb_0.11 photovoltaic detector for operation at room temperature in 2–5 μm wavelength region. The model takes into account the effect of tunneling and other components of dark current on the detectivity of the device by considering all the three dominant recombination mechanisms e.g., radiative, Shockley-Read-Hall and Auger recombination. The study revealed that the dark current of the photodetector under reverse bias is dominated by trap-assisted tunneling component of current and this causes the detectivity of the device to decrease at high reverse bias. It is further concluded that by operating the device at a suitable low reverse bias it is possible to improve the room-temperature detectivity significantly as compared to its value at zero bias.     

电容耦合互初型单电子晶体管逻辑单元的数值模拟

根据单电子系统半经典模型,采用蒙特卡罗法单电子模拟程序对电容耦合的类ＣＭＯＳ单电子逻辑单元在不同参数条件下转移特性进行数值模拟,这种模拟器的物理内涵是通过建立ｎ沟单电子晶体管（ＳＥＴ）开关单元、ｑ沟ＳＥＴ开关单元以及互补型ＳＥＴ开关单元的电容电压荷方程,然后根据隧道前后系统自由能的变化来确定系统的隧穿率,建立电流－电压方程来决定开关特性而得到的。     

电容耦合互补型单电子晶体管逻辑单元的数值模拟

根据单电子系统半经典模型 ,采用蒙特卡罗法单电子模拟程序对电容耦合的类 CMOS单电子逻辑单元在不同参数条件下的转移特性进行数值模拟。这种模拟器的物理内涵是通过建立n沟单电子晶体管 (SET)开关单元、p沟 SET开关单元以及互补型 SET开关单元的电容电压电荷方程 ,然后根据隧穿前后系统自由能的变化来确定系统的隧穿率 ,建立电流 -电压方程来决定开关特性而得到的。