背电场电池厚度的选择

背电场电池在背接触处以高掺杂造成一漂移场。以n~ /p/p~ 为例,p/p~ 即所谓“高低结”,它是一种半透膜,允许多子通过而拒斥少子。它的存在使得p区的连续方程边界条件不同于普通电池。本文根据这些边界条件求得背电场电池的结电流和反向电流,并得到如下结论:背电场电池之结电流总大于普通电池(电池厚度、少子扩散长度等参数一样);少子扩散长度一定时,背电场电池厚度的增加使结电流减小,反向电流增加,从而使开路电压降低;如背电场电池少子扩散长度随电池厚度增加而增加,则结电流增大而反向电流降低。 背电场电池厚度的选择准则是厚度与少子扩散长度相等。     

体异质结有机光伏电池物理性能模拟

基于光学干涉效应和载流子传输理论建立体异质结有机光伏电池模型.模拟分析了体异质结光伏电池有机层厚度与激子产生率、载流子密度以及短路电流密度之间的关系,并通过实验进行验证.体异质结有机光伏电池物理性能模拟为提高电池的光电转换效率提供理论基础.     

离子电流法研究电场助燃的可行性分析

在定容燃烧弹内,运用离子电流法,测量了不同加载电压(0~-5,k V)下的甲烷空气预混燃烧产生的离子电流,应用离子电流信号的特征参数分析了电场对甲烷/空气燃烧的影响,并与"光学法"和压力法分析的结果进行了对比.三者获得了一致的结论,电场对燃烧的促进效果随加载电压的增大而增强,且稀燃情况促进效果最明显,其次是浓燃、当量比燃烧.且离子电流法和压力法的对应特征参数的二次拟合相关系数在0.95以上.上述结果可为离子电流法研究电场辅助燃烧的可行性提供理论依据.     

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。     

金属纳米球对太阳能电池增强光电效应分析

使用时域有限差分法(FDTD)研究不同纳米球密集度与直径对Al和Ag纳米球硅基薄膜太阳能电池光电效应的增强作用。计算结果表明,在可见光近红外波段,Ag粒子的光谱增强吸收效率g(λ)曲线波动较Al粒子曲线波动剧烈,Ag粒子的g(λ)曲线存在明显的波峰。对于Ag和Al纳米粒子,随着粒子密集度的增加,增强吸收效率G反而减小,因此针对不同材料和尺寸的纳米球粒子应存在一个最佳的粒子密集度使其G值最大。本文研究了不同直径、材料和粒子密集度的纳米球对硅基薄膜太阳能电池的增强吸收效率的影响,望能为金属纳米粒子在硅基薄膜太阳能电池中的粒子阵列分布设计提供参考,以增强光伏电池的光电效应。     

太阳电池工作原理及特性

二、太阳电池是如何把光能转变为电能的?太阳电池把光能转变为电能可以分为三个主要过程:1.吸收一定能量的光子,产生电子一空穴对(光生载流子);2.这些电性相反的光生载流子,被某种静电场分离;3.光生载流子被电池的两极收集,在外电路中产生电流,从而获得电能。下面我们进一步说明其中的每一个过程。     

PIN型非晶硅太阳电池中的空间电荷效应──太阳电池光致性能衰退的计算机模拟

通过应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对经高强度光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池进行计算机数值模拟。结果表明，经光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池的空间电荷效应主要表现在ｉ层中正空间电有的增加，使电场分布向ｐ＋／ｉ结面集中，在靠近ｎ＋／ｉ结附近区域内出现准中性区（低场＂死层＂），导致有源区内光生载流子收集率的减少和电池性能因光的长期辐照而衰退，支持了光辐照下电池中电场分布的改变（空间电场效应）是引起电池性能衰退的物理机制。但在薄ｉ层的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池中空间电荷对电池内电场调制的体效应已很微弱，这是该电池结构可获得高稳定性能的原因。     

激子和载流子输运研究：I.有机肖特基型固态太阳电池

提出了有机肖特基型固态太阳电池的理论模型，假设只有势垒区的激子和产生于中性区且扩散到势垒区的激子才能被内建场离解成自由载流子，而被电极收集。该模型综合考察了内建场对激子产生、输运和离解及自由载流子分离和由电极收集的影响，并解释了场依赖的收集率以及电池的光导作用光谱与份菁薄膜的吸收光谱同相的原因。研究了表面复合速度对自由载流子收集率的影响。据此，认为强的取向内建场、超薄膜化和分子排列取向化是提高有机     

镍背电极合金化的硅光电池

在n~ -p-Si结构的背面,用NaBH_4作还原剂,镀上镍电极,然后进行合金化处理制成的电池,开路电压显著增加,短路电流、I—V特性和长波响应得到改善。此外,与未合金化的电池相比,它具有较小的复合电流、串联电阻和开路电压温度系数。因此,该电池明显地表现出背电场特征。     

非金属阳离子水系二次电池研究进展

水系电池以其安全性高、环境友好、离子导电率高等优点,在规模储能领域展现出良好的应用前景.电荷载流子是二次电池关键的组成部分,决定着电池的机制和性能.相较于被广泛研究的金属离子作为载流子的二次电池,以非金属阳离子,如NH4+、H+、H3O+,作为电荷传输载体的研究却相对较少.与金属离子作为载流子相比,非金属离子载流子通常具有更小的水合离子半径、更低的摩尔质量,因此往往展现出更高的扩散速率与较长的循环寿命,且其制造成本更为低廉.然而,开发适于储存非金属离子的电极材料仍面临诸多挑战.本文对近几年相关研究报道进行总结.首先,介绍并讨论了非金属离子与金属离子作为载流子之间的差异;随后,总结了基于质子、水合氢离子、铵根离子和其他非金属载流子水系电池的最新研究进展;重点分析了由非金属离子存储所诱发新的电池化学与反应机制.最后,综合分析,认为通过材料结构优化工程,并且扩大电解液的工作电压区间,是有效提升水系非金属离子电池性能的必要途径之一.     

正弦脉动电流充放电下的锂离子电池发热特性

在级联H桥储能系统和模块化多电平储能系统中,电池的实际充放电电流为正弦交流和恒定直流的叠加,形成正弦脉动电流.本研究利用一维电化学模型,通过正弦脉动电流和恒定直流充放电下的电池发热特性的对比,对正弦脉动充放电电流下的LiFePO4电池的发热特性进行研究.研究结果表明正弦脉动电流下的电池瞬态热功率和瞬态内阻均随电流发生周期性波动;当正弦交流成分的波动幅值为直流成分的25％时,相对于纯直流充放电,放电和充电过程仅分别造成5％和2.8％的额外发热,但当正弦交流成分的波动幅值进一步增大,电池发热则会急剧增加;从SOC中间值到两端,电池压降和电流的相位差逐渐增大,即电池容性作用呈增大趋势;随着电流脉动频率增大,电池发热呈减小趋势.     

硅基薄膜太阳电池(九)

三单结硅基薄膜太阳电池的结构和工作原理1硅基薄膜太阳电池结构在常规的单晶和多晶太阳电池中,通常用p-n结结构。但对于硅基薄膜电池,所用的材料通常是非晶和微晶材料,由于非晶硅内存在大量尾态和悬挂键等缺陷态,载流子的迁移率很低,扩散系数也很低。如果采用通常的p-n结的电池结构,光生载流子在n型和p型中性掺杂区的扩散运动非常小,将直接影响短路电流。此外,由于非晶硅p-n结耗尽层内也存在着大量的缺陷态,会导致势垒区内光生载流子的大量复合。为此,硅基薄膜电池     

PIN型非晶硅太阳电池中的空间电荷效应——太阳电池光致性能衰退的计算机...

通过应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对经高强度光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池进行计算机数值模拟。结果表明，经光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池的空间电荷效应主要表现在ｉ层中正空间电荷的增加，使电场分布向ｐ＋／ｉ结面集中，在靠近ｎ＋／ｉ结附近区域内出现准中性区（低场“死层”），导致有源区内光生载流子收集率的减少和电池性能因光的长期辐照而衰退，支持了光辐照下电池     

低成本衬底上快热CVD法制备晶体硅薄膜电池

以RTCVD方法在低成本衬底--颗粒硅带(SSP)上制备了外延晶体硅薄膜电池.在20×20mm2上得到的最高转换效率为7.4%,开路电压488mV,短路电流21.91mA/cm2,填充因子0.697.外延晶体硅薄膜电池暗特性表明晶体硅薄膜电池具有较高的饱和暗电流I02和片并联阻Rp.外部量子效率(EQE)和内部量子效率(IQE)表明载流子收集率在长波方向比较低,量子效率最大值的波长范围大约在500nm.     

基于VMD和QPSO-SR的风电机组轴承故障提取方法

提出一种基于量子粒子群优化算法的自适应随机共振(quantum particle swarm optimization stochastic resonance,QPSO-SR)降噪和变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的风电机组轴承故障提取方法。首先根据原始故障振动信号特征采用量子粒子群优化算法自适应地进行随机共振参数优化;其次以信噪比最优的参数值对原始信号进行随机共振降噪处理,削弱噪声干扰和冲击成分对结果的影响并增强故障信号幅值;再用VMD法分解降噪处理后的信号,实现故障信号的提取。仿真分析和实验分析表明,该方法提高了VMD在噪声背景下的计算精度,实现风电机组滚动轴承故障的精确诊断。     

燃煤PM10磁聚并动力学数值模拟

提出了求解燃煤PM10磁聚并动力学方程的双分区算法,应用该算法模拟了东胜烟煤燃烧产生的飞灰细微粒子在均匀磁场中的聚并动力学过程,并与实验结果进行了比较。结果表明数值模拟结果与实验结果相一致,双分区算法具有较好的适用性;在0.023~9.318μm的粒径范围内,中间粒径粒子的聚并脱除效率高于小粒子和大粒子的聚并脱除效率;提高外磁场磁感应强度、粒子总质量浓度、粒子在磁场中停留时间以及气流平均速度,可提高粒子的聚并脱除效率;在粒子达到饱和磁化后,外磁场的增强对粒子的聚并无影响;当气流平均速度与粒子在磁场中的停留时间的乘积为一定值时,粒子的聚并脱除效率随气流平均速度的增大而减小;粒子分粒径脱除效率最大值对应的粒径和粒子数目中位直径随聚并总脱除效率的增大而减小。     

管式固体氧化物燃料电池单体欧姆极化分析

结合管式固体氧化物燃料电池结构特征和性能特征，建立了电池单体电压、电流和功率与电池长度、各级材料性质关系的数学模型。计算结果表明，减少电解质厚度和提高电池电流收集器的导电性可以减少电池的欧姆极化，提高电池的输出能力。     

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.     

磁流体发电机中电场电流分布之计算

本文采用了张量电导率和复电位势的概念,给出了磁流体发电机中电场电流分布的解析式,并用它计算了具有连续电极和分段电极通道的电场电流之分布。     

电动汽车用软包动力锂电池热-结构耦合分析

建立了方形锂电池瞬态产热模型,将软包锂电池简化为各向异性的叠层式复合材料,确定了模型中的热物性参数和力学参数;使用ANSYS软件,利用顺序热-结构耦合方式,模拟了电池瞬态温度场和热应力场分布。研究结果表明,电池中心区域温度较高,且受压应力,侧边温度较低,且受拉应力;电池各边出现应力集中,且最大Mises应力随放电电流增大而增大,随环境温度升高而减小;最大形变发生在电池高度方向两端,且随放电电流增大和环境温度升高而增大。