液相外延法制备0.55eV-GaInAsSb四元合金薄膜及其在热光伏器件中的应用

利用液相外延法(LPE)在n型GaSb衬底上成功制备了用于热光伏电池的Ga1-xInxAsySb1-y四元合金薄膜.通过原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了分析评价.x射线能谱(EDAX)分析表明四元合金薄膜的成分为x=0.2,y=0.17.红外傅里叶变换透射谱分析表明,其室温下的吸收截止波长为2.256μm,对应禁带宽度为0.55eV.室温下的霍尔测试结果表明外延膜具有良好的电学性能,其非故意掺杂的薄膜表现为P型,载流子浓度为6.1×1016 cm-3,迁移率为512cm2/(V·s).又进一步利用Ga1-xInxAsySb1-y薄膜制备了不同结构的GaInAsSb基热光伏电池,光谱响应测试表明其量子效率可达60%.     

液相外延法制备0.55eV-GaInAsSb四元合金薄膜及其在热光伏器件中的应用

利用液相外延法(LPE)在n型GaSb衬底上成功制备了用于热光伏电池的Ga1-xInxAsySb1-y四元合金薄膜.通过原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了分析评价.x射线能谱(EDAX)分析表明四元合金薄膜的成分为x=0.2,y=0.17.红外傅里叶变换透射谱分析表明,其室温下的吸收截止波长为2.256μm,对应禁带宽度为0.55eV.室温下的霍尔测试结果表明外延膜具有良好的电学性能,其非故意掺杂的薄膜表现为P型,载流子浓度为6.1×1016 cm-3,迁移率为512cm2/(V·s).又进一步利用Ga1-xInxAsySb1-y薄膜制备了不同结构的GaInAsSb基热光伏电池,光谱响应测试表明其量子效率可达60%.     

太阳电池在不同光谱分布太阳模拟器下的性能差异分析

测试了单晶和多晶硅太阳电池的光谱响应曲线,将单晶硅光谱响应作为标准电池的光谱响应,利用BBA太阳模拟器和AAA太阳模拟器的光谱计算了多晶硅太阳电池在两种模拟器下的光谱失配因子,对在两种模拟器下测试结果的可靠性进行了分析。     

不同类型的光伏方阵特性分析

随着使用时间的延长,光伏电池的退化不同,不同的电池参数会引起电路失配,使光伏方阵的输出功率减少。不同光伏方阵的失配损失受电池老化的影响程度不同,对于不同光伏方阵其可靠性也不相同。通过对SP,BL,TCT三种光伏方阵的仿真分析表明,相同条件下TCT结构的光伏方阵失配损失最小,可靠性也优于其他两种类型的光伏方阵。     

光伏电池组件太阳模拟器AM1.5滤光片的研究

通过将标准大气光谱与大功率圆弧形氙灯光谱的比较,获得了AM1.5型太阳能模拟器滤光片的透射率光谱曲线。通过膜系设计和镀制,研制出了中心波长为930 nm的负滤光片,该滤光片在930 nm处的透射率T=15%,400～750 nm波段内的平均透射率Ta≥93%,1200～1400 nm内平均透射率Ta≥91%。将6片相同的滤光片安装在测试面为1 200 mm×2 000 mm的脉冲式光伏组件太阳模拟器上进行测试,在氙灯的正上方,其光谱匹配度在0.91~1.05之间,达到了A类滤光片要求;而在离圆弧氙灯最远的位置2处,测试的光谱匹配度在0.73~1.06之间,达不到A类滤光片要求。最后,通过采用滤光片的优化组合拼接技术,使光伏电池组件模拟器测试面上所有点的光谱匹配度均达到了A类要求。     

In0.68Ga0.32As热光伏电池的制作和特性分析

用在InP衬底上失配生长的能隙为0.6eV的In0.68Ga0.32As制成了热光伏(TPV)电池。对其光伏特性的测试分析表明,通过对As组分渐变的InAsxP1-x缓冲层厚度的优化,可以将晶格失配引起的位错完全弛豫在缓冲层内,从而大幅改善热光伏电池的性能。在AM1.5G标准光谱下,与晶格失配没有被完全弛豫的热光伏电池相比,优化措施可将开路电压从0.19V提高到0.21V,外量子效率在长波处可达到85%,转换效率也提高了30%。     

IInN0.01Sb0.99薄膜的红外反射光谱及探测特性和退火的影响

对基于GaAs失配衬底的新型红外探测材料InN0.01Sb0.99薄膜的远红外反射光谱, 以及制备成光电导器件后的黑体响应和光电流谱进行了测试, 获得了80 K温度下, 响应峰值约为4.4 μm、半高宽约为3.5 μm、截止波长约为5.7 μm的中波宽带响应红外探测原型器件.研究了退火对InN0.01Sb0.99薄膜光电导器件性能的影响, 发现退火能够改善晶体质量, 提高器件的响应能力, 并减小Moss-Burstein效应的影响.     

非晶硅薄膜光谱响应研究

利用Matlab软件计算了基于本征吸收的非晶硅薄膜的光谱响应,仿真出由多个不同带隙的薄膜组成的非晶硅薄膜的光谱响应,仿真了薄膜厚度、光学禁带宽度参数对非晶硅薄膜光谱响应的影响,设计出一种渐变带隙的非晶硅薄膜。结果表明渐变带隙的非晶硅薄膜能有效拓宽薄膜的光谱响应范围,也能提高光谱中对各个波长的响应值。     

硅薄膜太阳电池的电致发光与Ⅰ-Ⅴ特性研究

研究了薄膜太阳电池电致发光特性,并运用AAA极太阳模拟器测试其I-V特性。采用高灵敏度光谱仪检测薄膜电池电致发光的光谱波长在860 nm之间,讨论其对 应禁带宽度为1.12 eV;运用制冷的CCD相机探测电致发光的EL 图像,分析不同的薄膜电池在相同偏 压80V下电致发光强度与其电性能的内在关系;研究不同偏压35 V\ 55 V\80 V下,电压、电流与薄膜电池的 EL发光强度正相关性;结果分析表明串联电阻太高对电压具有分压作用导致发光光谱强度 减弱,并联电阻 太低具有分流作用电致发光强度减弱,通过电致发光检测和电性能测试相结合可为硅薄膜电 池的工艺改进提供快速、准确的判断依据。     

不同MPPT架构光伏系统发电效率的比较研究

光伏系统的MPPT架构有集中式、组串式和分布式三种类型.不同MPPT架构光伏系统组件串并联结构不同,对局部阴影和组件参数失配产生的输出功率损失表现出的抑制能力不一样,发电效率有明显差别.本文对不同MPPT架构光伏系统的发电效率进行比较研究,结果表明因局部阴影与组件参数失配影响,分布式MPPT光伏系统年均发电量比集中式MPPT光伏系统提高约4.65%～19.62%,比组串式MPPT光伏系统提高约2.64%～12.86%,具体数值随发生阴影时间比例、参数失配幅度增大而变大,且与具体阴影情形有关.     

光伏电池输出特性与最大功率点跟踪的仿真分析

根据太阳能光伏电池的等效电路特点,建立了相应的光伏电池组件的仿真模型。该模型可以实现在不同光照强度和温度下光伏组件的输出特性,在此模型基础上研究了光伏组件最大功率追踪方法(MPPT)。在众多最大功率追踪方法中,扰动法有着比较优秀的控制效果。针对最常用的最大功率点跟踪方法-扰动观察法,提出一种改进型的扰动法算法,通过仿真结果和实验证明该方法在一定程度上可解决光伏电池输出非线性的问题,有效避免跟踪偏差,提高光伏电池的输出效率,且动态响应速度快,使光伏系统具有良好的动态和稳态性能。     

标准测试条件下人造太阳光源的谱失配及影响

标准测试条件下,人造太阳光源的光谱形式、辐 照强度、光谱失配因子等是影响太 阳电池器件测试结果准确性的重要因素。本文以标准太阳光谱AM1.5 为参考,从光谱失配角 度,计算和分析了4种常用人造太阳光源(Arc lamp灯、Q-Flash灯、Q-Flash W灯和ELH 灯)与标准太阳光谱AM1.5之间的光谱失配因子的变化和这四种人造 太阳光源辐照下晶硅电 池的输出参数的变化。计算结果表明:Arc lamp型人造太阳光源的光谱失配因子为 0.979, 晶硅电池输出参数最接近标准太阳光谱AM1.5辐照下的输出参数 ;因光谱失配影响,4种不同人造太阳光源辐照下晶硅电池的输出参数较标准太阳光谱AM1.5辐照下的输出 参数会发生明显变化。     

由光谱响应选择红外探测器滤光片

通过对SPR制冷型InSb红外光伏探测器相对光谱相应的测试及滤光片透过率谱的测试,发现了场镜、滤光片、红外探测器组合件的光谱响应同滤光片技术条件的关系和差别.     

缓冲层材料对纤锌矿结构GaN(0001)光电发射性能的影响研究

利用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上异质外延生长了GaN光电发射层,为降低GaN发射层和蓝宝石衬底间的晶格失配与热失配,在蓝宝石衬底和GaN发射层间分别采用了AlN和AlxGa1-xN两种不同的缓冲层材料。对具有不同缓冲层材料的两种样品进行了表面清洗与激活,在激活结束后利用多信息量测试系统分别测试了样品的光谱响应,其最大量子效率分别为13%和20%,依据激活后光电阴极的光谱响应作为评估标准,可以得出,采用组份渐变AlxGa1-xN作为缓冲层激活出的阴极具有更高的光电发射性能,从而实现了GaN光电阴极结构的优化设计。     

走进尚德

位于无锡国家高新技术产业开发区的尚德公司,是一家全球领先的专业从事晶体硅太阳能电池、组件、硅薄膜太阳能电池和光伏发电系统的研发、制造与销售的高科技企业。2009年,尚德的太阳能电池和组件生产能力都达到了1000兆瓦,跻身世界光伏前三强企业。     

MCU控制的光伏电池测试仪设计

为了检测太阳能组件或组件阵列的各项性能参数,提出一种利用数控电阻测试光伏电池输出特性的方法。测试仪采用数控电阻器、高精度ADC和微控制器结合的方案,与传统的电子负载相比,具有便携、精度高、智能化和测量时间短等特点。利用制作的样机,在自然光照条件下进行了光伏电池测试实验,并在Matlab环境中对光伏电池模型进行了仿真验证。通过样机试验结果和仿真结果比较,结果表明测试仪具有较高的精度。     

HgCdTe薄膜材料组分分布对器件响应光谱的影响

研究了HgCdTe液相外延薄膜的纵向组分分布对探测器响应光谱的影响.提出了一种计算HgCdTe红外探测器响应光谱的模型,模型中综合考虑了薄膜的实际组分分布以及光在器件各层结构中的相干、非相干传输.计算结果表明,在探测器的光吸收区,HgCdTe液相外延薄膜的组分梯度及其产生的内建电场可以显著地提高器件的响应率.通过与实验数据进行比较,验证了模型的适用性.     

提高薄膜太阳能电池光谱响应的光学结构设计

光吸收效率是提高薄膜太阳能电池的光电转换效率的关键,通过增加入射光在太阳能电池中的光程的方法提升电池的吸收效率。采用有限元法对薄膜太阳能电池进行参数和结构优化。首先设计了一维具有分布式布拉格反射器性能,波长范围在400~800nm的的光子晶体DBR结构作为电池的背反射,与单纯的PIN结构的太阳能电池相比,使光吸收效率和光谱响应分别提升了38%和45%,并在此基础上,在DBR表面刻蚀光栅作为薄膜硅太阳能电池的背底反射器。仿真结果表明:通过利用DBR的高反射性和光栅的衍射作用,在400~1 000nm光谱范围内,进一步提高了太阳能电池的光吸收效率和光谱响应,通过与单纯PIN太阳能电池相比较,光吸收率和光谱响应分别提升了61.6%,和85.4%。     

n型硅双面发电光伏组件及其应用

n型硅双面发电光伏(PV)电池组件具有光致衰减小、弱光响应好、温度系数低等优势,正面和反面均具有把光能转换成电能的能力.通过研究双面发电PV组件的结构和制备技术,成功研发了高效率低成本的n型硅双面发电PV组件.与单面发电光伏组件相比,双面发电PV组件输出功率更大,从而降低其在光伏系统应用中的综合成本.对双面发电光伏组件在白石子、绿草地和沙地等三种典型环境进行测试并获得实验数据,结果表明,在白石子环境下双面发电光伏组件较单面组件的发电量增加20％,发电量增量最高;其次是沙地环境,发电量增量为8.06％;绿草地环境的发电量增量最低,发电量增量仅为4.69％.通过实验应用研究得出不同反射环境下的发电量数据,可供后续双面发电PV组件电站系统设计做参考.     

基于无线传感网络的光伏电池组件监测系统

针对目前光伏电站监控和管理存在的一些问题,以cc2430为主控芯片,设计了一种基于无线传感网络的光伏电池组件监测系统。通过无线传感节点对光伏电池组件的电压、电流、温度和光照强度进行采集,并对这四种数据进行初级融合,将初级融合后的数据汇集到中心节点;中心节点将汇集后的数据进行二次融合后打包送到Pc机和移动终端。结果表明,系统能实时监测光伏电池组件的基本参数,判断电池组件的工作状况,为光伏电站的维护和管理提供及时有效信息。