多层有机薄膜太阳电池的结构优化

针对由CuPc/PTCDA/C60组成的3层有机薄膜太阳电池结构,基于光学干涉效应以及激子扩散理论,研究光波在多层薄膜中的传输特性,深入分析限制有机光伏效率的光吸收和激子扩散两个主要过程。利用Matlab软件从理论上对该结构中各层有机薄膜的厚度进行优化,从而可提高电池的外量子效率和光生电流密度,得到CuPc(4 nm)/PTCDA(23 nm)/C60(67 nm)的最佳膜厚组合,使得外量子效率达到34.67%,光生电流密度为0.1417 A/m2,稳态激子浓度分布显著增加,而未经优化的电池结构的外量子效率为9.7%,光生电流密度为0.1291 A/m2。     

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。     

新型多层太阳电池薄膜性能

Au薄膜作为新型多层太阳电池关键的组成部分,其表面染料吸附量对电池性能有很大的影响。采用亚硫酸盐电镀法制备纳米Au薄膜,利用扫描电镜研究了Au薄膜的表面形貌,利用紫外可见分光光度计研究了汞溴红在Au薄膜表面的吸附工艺和性能,并计算出Au薄膜表面的最大染料吸附量。采用亚硫酸盐电镀的Au薄膜制备出这种多层太阳电池,并测试了其光电转换效率。     

多孔金属和方柱复合结构池沸腾数值模拟研究

针对一种多孔金属和方柱复合结构,采用双粒子分布函数格子Boltzmann方法对其池沸腾传热进行数值模拟研究。分别调整了下部方柱的柱宽/槽宽(W/D)、柱高H和上部多孔层的厚度,分析了不同结构的沸腾换热曲线和传热机理。流场和温度场分别用密度分布函数和温度分布函数来描述,底部固体采用定压边界条件。研究发现,方柱-多孔层复合结构可以有效的强化沸腾换热。结果表明,低热流密度下,具有较小的W/D的结构换热表现更好,高热流密度下,较大的W/D换热表现更好;换热效果随结构柱高H的增大而增加;多孔层厚度的变化对整体结构的强化效果影响不大。     

太阳电池PID现象的数值模拟分析

针对传统晶硅太阳电池电势诱导衰减(PID)现象中可动电荷Na~+在硅表面积累的影响,对发生PID现象电池的非漏电区域和漏电区域分别采用扩展的肖克莱-里德-霍尔复合模型和双电荷层导致p-n结导通的假说进行分析讨论。根据分析结果推测,可动电荷Na~+对于组件效率的影响同被SiN_x的场钝化作用所屏蔽的隐性缺陷密切相关。提高界面钝化效果,阻止Na~+扩散至界面处同隐性缺陷结合有利于抗PID组件的制备。     

多晶硅太阳电池少子寿命的数值模拟

主要引入载流子的有效迁移率和有效扩散长度两个物理量,对多晶硅的少子寿命进行数值模拟.在此基础上建立了多晶硅太阳电池的一维物理模型,采用数值模拟方法对其在AM1.5太阳光入射下的电池输出特性Lsc、Voc、FF和η进行模拟计算,着重分析了晶粒尺寸和基区少子寿命对多晶硅太阳电池性能的影响.模拟结果表明,晶粒尺寸和少子寿命是影响多晶硅太阳电池性能的两个关键因素.当少子寿命较低时,晶粒尺寸对电池效率的影响不大,此时电池效率的提高受限于少子寿命;当少子寿命增大时,电池效率随晶粒尺寸的增大显著提高.同时,从模拟结果可得到电池效率与少子寿命和晶粒尺寸之间的定量关系.     

太阳电池组件自然通风冷却的数值模拟

建立了光伏建筑一体化系统中太阳电池组件自然通风冷却的理论模型,在运行环境、系统结构变化等情况下利用模型对太阳电池温度进行了数值模拟。模拟结果表明,适宜的环境风速对太阳电池的散热能起到积极效果;0．30m的通风流道宽度在上海地区是BIPV中太阳电池一个合适的安装宽度。     

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.     

大倾角地面太阳电池板风荷载数值模拟研究

为深入研究现行规范中对太阳电池板风荷载体型系数的合理取值问题,应用CFD方法对倾角θ为39°的地面太阳电池板进行数值模拟分析,将计算结果与风洞试验结果进行对比,验证了采用CFD方法具有较好的精度和可靠性。在此基础上以45°风向角为间隔,对来流风向从0°～180°范围的4个风向角分别进行了风场模拟,计算了太阳电池板的风压系数、体型系数、阻力系数、升力系数和倾覆力矩系数,同时提出一种新的风压分布模型。研究结果表明在180°风向角时,风压和升力值最大;45°和135°风向角时,倾覆力矩值最大,考虑梯形分布的计算模型较为合理。最后,给出了风荷载体型系数建议值,可为太阳电池板的抗风设计提供建议和依据。     

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。     

静态油气分离器数值模拟及试验研究

研究了应用于燃气轮机润滑系统中的静态油气分离器,其无需外部动力、结构紧凑且分离效率高。通过对静态油气分离器的内部气相流场进行数值模拟,得到不同进气速度、不同进气腔和本体间通道数目,找出内部速度场的分布,确定分配器喷射速度应控制在40m/s以下。通过试验调整分离器本体中滤网的层数和滤网处速度大小,得到其对分离效率和阻力损失的影响,滤网处流速应在5～6m/s为宜。工程设计中综合应用惯性分离和过滤捕集两种方法,采用多种类网组成的多排过滤器,能够强化油微粒收集能力,设计出总体性能优良的产品。     

某汽油机进气道数值模拟及试验研究

为了得到某型汽油机进气道的性能,本文通过模拟计算和试验两种方法对该气道进行研究。模拟分析采用AVL Fire软件,试验采用涡流动量计法和激光粒子图像法。模拟分析和试验两种方法均计算得到九个工况点下气道的流量系数和滚流比。结果表明:模拟分析可以得到较准确的流量系数值,滚流比值有待进一步提高。模拟计算和激光粒子图像法均可以准确地得出各个截面的速度分布。     

金属氧化物多层膜晶体硅太阳电池的背场研究

在n-Si与金属电极之间插入电子选择性材料Ca和Cs_2CO_3、LiF_x,可有效降低接触电阻和界面复合,该文研究Ca和Cs_2CO_3、LiF_x作为背场在氧化钨金属多层膜(WAW)/n-Si太阳电池中对电池性能和稳定性的影响。3种电子选择性材料中,2 nm的LiF_x对电池转换效率的提升最高,稳定性最好。对WAW/n-Si/LiF_x太阳电池R_s的各部分组成进行提取和分析,表明LiF_x/n-Si的接触电阻和LiF_x/Ag接触电阻仅占总串联电阻的0.2%,背场工艺得到最佳的优化。将LiF_x做为背场应用于氧化钒金属多层膜背接触晶体硅(MLBC)太阳电池中,达到19.02%的转换效率,而且用环氧树脂封装的MLBC太阳电池放置在空气中表现出极好的稳定性。     

多股多层水平淹没射流模型试验与数值模拟研究进展

针对多股多层水平淹没射流新型消能工特点,采用模型试验与数值模拟相结合方法,比较分析了国内外研究现状,并评述了预测能力,探讨了消能效果及影响因素,为未来研究方向提供了参考.     

多喷嘴液液引射器的试验与数值模拟研究

采用控制变量法,模拟研究了不同进出口压力等因素对多喷嘴液液引射器性能及增压效果的影响规律。结果表明,在引射泵组中,随着工作压力和引射压力增大,引射器的引射系数和引射流量都增大;而随着出口压力增大,引射器的引射系数和引射流量减小;引射器出口压力的增加对引射泵组中的泵前增压效果优于工作压力和引射压力;泵前压力随引射器进出口压力的增大而增大。试验在综合考虑泵的效率和增压效果后,采用30%回流率,引射泵组可提高1.59 m压头,与模拟结果 1.54 m吻合较好。     

以GeSe为光吸收层的薄膜太阳电池模拟优化研究

针对GeSe薄膜作为吸收层的薄膜太阳电池,利用Scaps-1D太阳电池模拟软件研究电池的吸收层参数对光电性能的影响,以最大光电转化效率（PCE）为优化目标,确定吸收层厚度、缺陷态密度、掺杂浓度以及电子亲和势等参数,获得0.77 V的开路电压,38.55 mA/cm2的短路电流,85.21%的填充因子以及25.3%的光电转化效率。     

某多层结构堤基土体渗透变形机理模拟研究

针对某多层结构堤基渗透稳定性问题,采用基于离散元理论的颗粒流方法,建立堤基概化颗粒模型并进行渗流模拟,研究多层结构堤基渗透变形发展过程及颗粒流失量、孔隙率等参数的变化规律。结果表明,对于上覆粘土,下部为级配不良中砂和级配不良细砾的土层结构,发生渗透破坏时土体颗粒流失主要发生在中砂层,渗漏通道表现为由渗流出口逐渐向上游发展,由于流失量持续增大,造成该土层逐渐被掏空并导致上覆粘土层塌陷破坏;细砾石层颗粒流失量较小且趋于稳定,不会演变为管涌破坏。     

金属氧化物多层膜背接触晶体硅太阳电池

采用金属氧化物多层膜作为新型晶体硅太阳电池发射极,并成功制备出多层膜背接触(MLBC)太阳电池,对其器件性能进行详细分析发现,金属氧化物多层膜具有高载流子浓度、低界面复合速率、低方阻,以及优异的光学性能。最终所制备的MLBC太阳电池光电转换效率达17.16%,开路电压可达631 mV,相比于V_2O_x/n-Si太阳电池,器件效率提高了1.36%。测试结果表明,V_2O_x/Ag/V_2O_x作为晶体硅太阳电池发射极,具有低界面复合速率和接触电阻率,具有成为高效率太阳电池的潜力。     

百叶窗浓缩器性能的试验及数值模拟研究

对百叶窗浓缩器性能进行了深入的试验和数值模拟研究,详细分析了百叶窗结构,气流等因素对比浓缩器浓淡风比,阻力系数,浓缩率,分离效率等性能参数的影响,优化了百叶窗结构。研究表明,该浓缩器具有浓缩效果好,阻力低,气流分配适中等优点。图12参7     

LPG碰壁喷雾的试验及数值模拟研究

基于离散液滴模型(DDM),并结合柴油机实际工作情况,建立了喷雾碰壁的数学模型.将该模型与KIVA程序耦合,对多种形态的喷雾碰壁进行了模拟计算.在压力定容室内,利用PIV高速摄影技术对液化石油气(LPG)和柴油的碰壁喷雾过程进行了试验研究.将模拟与试验结果进行了对比分析,并着重考察了碰壁角度对燃料碰壁过程的影响,获得了LPG喷雾碰壁特性的一般规律.与柴油相比,在同样条件下,LPG能在壁面上溅起较厚的液滴雾层,且溅起的液滴尺寸较小,在壁面上附着的油膜厚度较薄,说明LPG比柴油蒸发速度快,雾化质量好;随着碰壁喷雾倾斜角的增大,2种燃料在碰撞点壁面附近所产生的液滴数显著减少.