槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列

基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试实验. 结果表明,聚光后,前3种电池阵列的I-V曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快. 而砷化镓电池阵列有较好的I-V曲线,其效率由聚光前的23.66%增加到26.50%,理论聚光比为16.92时,输出功率放大11.2倍,聚光光伏系统中可采用砷化镓电池阵列以提高效率. 砷化镓电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为-0.12W/K、-0.10%/K和-0.21%/K,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热. 研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4.23; 16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8.46. 研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据.     

聚光光伏技术及研究进展

<正>聚光光伏技术是指利用光学元件将太阳光汇聚后,通过高转化效率的光伏电池(GaAs基)直接转换为电能的技术,被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术,即聚光光伏(CPV)。1.聚光光伏技术概述GaAs基太阳能电池可分为单结和多结叠层式太阳能电池两类。GaAs、Ge单结太阳电池理论效率27%,实验室效率达到     

聚光太阳电池及其研究进展

介绍了聚光太阳电池的电特性和热特性;综述了聚光硅太阳电池的特点和研究进展,包括背结聚光硅电池、激光刻槽埋栅聚光硅电池和其他具有传统n+/p/p+结构的聚光硅电池;总结了聚光多结太阳电池的研究现状、效率的损失机理以及实现超高效电池的途径.从目前的研究进展可以看出,研发新结构、超高效的聚光太阳电池以降低光伏发电成本的前景一片光明.     

有源层表面性质对晶硅电池暗Ⅰ-Ⅴ特性的影响

利用有限差分法求解半导体器件基本方程,研究了表面悬键、杂质和缺陷对晶硅电池输出参数的影响。研究表明:当晶硅电池无体内缺陷和表面缺陷或当仅存在表面悬键、杂质和缺陷,且三者起施主型和受主型陷阱作用时,正向偏压下的晶硅电池暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线与理想二极管Ⅰ-Ⅴ特性曲线相同,但当正向偏压大于PN开启电压0.59V,晶硅电池暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线将偏离理想二极管Ⅰ-Ⅴ特性曲线,且偏离程度随表面悬键、杂质和缺陷浓度的增加而增大;当表面悬键、杂质和缺陷起复合中心作用时,晶硅电池暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线将偏离理想二极管Ⅰ-Ⅴ特性曲线;就对暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线的影响而言,复合中心最大,施主型次之,受主型最小。     

面向电网监测激光光纤供能的瓦级光伏转换器研究

激光光纤供能技术因其安全性和可靠性特别适合应用于电网监测设备的供电中。电网监测对激光光纤供能提出了瓦级功率需求,作为核心组件,具有高光电转换效率的激光光伏转换器对供能系统的长期可靠运行至关重要。基于砷化镓的单PN结光伏转换器可在较低输出功率下获得很好的光电转换效率,但由于开路电压低,增加电流和输出功率会带来高电阻损耗,导致转换效率降低。本文研究了基于单片集成垂直串联多个PN结子电池以提高开路电压和输出功率的方法,并对研制的多结光伏转换器进行了表征测试。测试结果表明,五结光伏转换器的开路电压接近6 V,能以大于54%的转换效率输出5 W功率,且能在较大输出功率范围（约1 W~8 W）保持50%以上转换效率。具体应用中,可根据监测设备的负载功耗和工作条件做进一步优化设计。     

基于光纤温度传感器监测的聚光光伏发电系统

针对聚光型太阳能光伏电池能量转换效率和使用寿命受温度影响较大的问题,基于砷化镓半导体吸收式光纤温度传感器,提出一种对聚光光伏发电系统的温度进行实时监测和控制的方法。数值仿真实验结果表明,当冷却水的流速降低、聚光光伏电池工作温度升高时,半导体的吸收波长增加,光纤温度传感系统检测出来的温度较高,这时可以通过节流阀增加冷却水的流速,提高聚光光伏电池与冷却水之间的传热系数,从而降低聚光光伏电池的温度。该方法对于延长聚光光伏电池的使用寿命和提高太阳能的利用率具有一定的理论指导意义。     

高倍聚光GaInP/InGaAs/Ge三结太阳电池研究

在综述高倍聚光GaInP/InGaAs/Ge三结太阳电池的研究现状与发展趋势的基础上,对高倍聚光太阳电池的关键技术、性能提升方法和可靠性进行了研究。指出提高隧穿电流和降低串联电阻是高倍聚光三结太阳电池的关键技术,并提出了相应的解决方法。采用多异质结构隧穿结提高了隧穿电流,减小横向扩展电阻和栅线电阻降低了总的串联损耗。此外,通过分别提高GaInP顶电池和底电池禁带宽度、降低InGaAs中电池禁带宽度可进一步提高太阳电池的转换效率。最后探讨了高倍聚光太阳电池的可靠性测试标准。     

透镜与电池间距对聚光光伏系统特性影响的实验研究

实验研究了聚光太阳电池上光照强度、短路电流、开路电压、电池温度和光电转换效率随菲涅耳透镜与电池的距离变化关系。结果表明,聚光条件下,太阳电池性能的提高主要源于短路电流的变化,而不是开路电压;聚光后,太阳电池与透镜距离为焦长时,输出功率可以达到最大值;太阳电池的最大单位光强转换效率需要把太阳电池放到透镜焦点前。本文研究结果对于聚光光伏系统的研制具有指导意义。     

高压微型砷化镓太阳电池的研究

介绍了高压微型砷化镓太阳电池的研究情况,研究了MOCVD砷化镓外延片的结构设计和制作,研究了高压微型砷化镓太阳电池串联结构设计和器件工艺的情况。研制的高压微型砷化镓太阳电池在1cm2面积内串联了118个电池单元,每个电池单元有效面积为500μm×400μm。在AMO光强下,开路电压大于80V,短路电流大于50μA。     

基于ARH的太阳能发电控制系统的设计与实现

设计了基于ARM LPC2131的驱动系统,自动跟踪太阳光直射方向来提高光伏电池的效率,并采用了改进的步进式扰动观察算法来寻找太阳电池阵列的最大功率点,使系统在任何温度和日照条件下都能获得太阳电池的最大功率.实践证明,该系统精确地跟踪了各种情况下的太阳光变化,并将光伏电池的实际转换率提高到30%以上.     

太阳能的繁荣

随着关键技术的不断突破,光电将成为一种可行的能源,同时在价格上相比传统能源也极具竞争力.本文详细探讨了太阳能技术的发展现状.     

太阳能充电器

针对目前市场镍镉充电器存在的不足,即必须利用电能进行充电,而且充电时间是人为随意决定的特点,利用光电器件可以进行光电之间的转化的特性,设计出可随时充电的充电器,既可像普通充电器一样利用220V交流电充电,又可以利用光照充电,同时还根据镍镉电池的特性,设计出专门放电电路和电量充满后可自动断电充电电路.