研究目的
从理论上确定五种不同配置的发光太阳能聚光光伏(LSC PV)器件的功率转换效率(PCE),这些器件采用垂直放置的单晶硅(mono c-Si)双面光伏太阳能电池。
研究成果
研究表明,背面和侧面均采用双面电池的LSC光伏器件在标准测试条件下实现了16.9%的最高效率,而仅使用侧面电池的器件最高光电转换效率为2.9%。该结果表明,具有建筑环境视觉吸引力的LSC光伏器件具备商业化生产潜力。
研究不足
该研究是理论性的,基于模拟,可能无法完全反映实际情况。大量双面太阳能电池的电气互联在实际中可能会比较复杂。
1:实验设计与方法选择:
通过蒙特卡洛光线追迹模拟分析光伏接收面的辐照度及LSC光伏器件的光学性能,共建立五种不同几何结构与染料浓度的LSC光伏器件模型。
2:样品选择与数据来源:
LSC光伏器件由含Lumogen红305或橙240染料的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)矩形棱柱形导光板构成。
3:实验设备与材料清单:
光线追迹模拟采用LightTools软件,实验材料包括PMMA导光板、Lumogen红305/橙240染料及单晶硅双面光伏电池。
4:实验流程与操作规范:
在LightTools中建立器件模型并定义PMMA与染料的材料属性,模拟条件设置为标准测试条件(STC:1000W/m2,AM1.5光谱,25℃)。
5:5光谱,25℃)。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:基于光伏电池输出功率、辐照度及导光板开口面积计算LSC光伏器件效率。
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LightTools
Ray tracing simulation software used to analyze the irradiance at receiving PV cell surfaces and the optical performance of LSC PV devices.
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PMMA
Host material for the organic dyes in the lightguides of the LSC PV devices.
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Lumogen red 305
Organic dye used in the lightguides of the LSC PV devices for absorbing and emitting light.
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Lumogen orange 240
Organic dye used in the lightguides of the LSC PV devices for absorbing and emitting light.
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mono-crystalline silicon bifacial solar cells
Solar cells used in the LSC PV devices to convert light into electricity.
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