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受大颗粒冲击的薄膜光伏电池残余应力分析
摘要: 残余应力对光伏电池的光电转换性能和使用寿命都起着至关重要的作用。本文采用基于背散射拉曼光谱的新方法,分析了激光驱动大质量微粒冲击所引起的三结电池(即GaInP/GaInAs/Ge)的残余应力。同时通过光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了导致光伏电池损伤并产生残余应力的冲击过程。结果表明,光伏电池会呈现多种损伤模式。同时分析发现,受冲击损伤后的光伏电池中产生了高达数百兆帕的强残余应力,为更好地理解光伏电池在使用寿命期间的损伤行为和残余应力特征提供了有效视角。
关键词: 损伤行为、残余应力、光伏电池、微粒冲击、拉曼光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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P3HT预聚集过程对P3HT:C60-PCBM太阳能电池性能的影响
摘要: 基于聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)与苯基-C61-丁酸甲酯(C60-PCBM)形成的体异质结是有机太阳能电池中广为人知的体系。由于此类太阳能电池的性能对活性层的加工条件极为敏感,我们重点研究了P3HT在陈化溶液中的预聚集过程——这可能是该电池体系报道效率值存在差异的原因之一。本研究系统考察了不同溶剂中P3HT:C60-PCBM混合溶液的陈化时间对光伏器件性能的影响。使用1,2-二氯苯溶解活性层制备的器件获得了最高效率值,且这些数值在溶液陈化120小时后仍保持稳定,表明溶液陈化过程不影响最终器件特性。而在氯仿和甲苯溶剂中,太阳能电池效率会随陈化过程下降。我们的加工方法有助于更好地理解P3HT:C60-PCBM层形貌与器件性能之间的关系。
关键词: 光伏电池,体异质结,P3HT:C60-PCBM太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 中等及沙漠环境下光伏组件光学与电学损耗的模拟
摘要: 光伏组件的测量基于标准测试条件。然而,光伏组件的性能会因地理位置、环境条件和安装情况而存在显著差异。影响光伏组件性能的环境因素之一是入射到组件上的光的光谱。本文中,我们比较了在中等光谱(AM1.5)和类沙漠光谱(AM1.0)条件下组件的光学反射损失、热损失以及发电量。结果显示,量化分析表明热化损失占比最高,在两种光谱下平均占总入射功率密度的29.5%。相对变化最大的是聚合物封装材料中的光吸收(特别是在280 - 400 nm波段,变化达24.3%)以及电池和互连部分的总电阻损耗(从沙漠条件到中等条件额外增加了21.3%的损耗)。最后,我们发现类似组件在沙漠气候下发电量会额外增加5%,但同时会额外承受7.2%的热量和5%的反射。
关键词: 光伏电池,硅基光伏建模,计量与表征,光伏,晶体硅光伏
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 展示GaInP/GaAs三端异质结双极晶体管太阳能电池
摘要: 三端异质结双极晶体管太阳能电池(HBTSC)概念可实现具有独立电流提取的单片双结器件。我们展示了一种由GaInP和GaAs异质结构成的HBTSC。顶部与底部结在标准光照下开路电压(VOC)分别为1.33伏和0.99伏,填充因子(FF)均超过80%。在标准光照条件下,将任一结的偏压从VOC降至最大功率点仅轻微影响另一结性能(效率损失<0.5%)。这些结果表明HBTSC概念具备制造高效独立连接双结太阳能电池的潜力。
关键词: 光伏电池、独立电流、多端子、磷化镓铟、砷化镓、双结
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC)- 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC)- 新兴太阳能吸收材料Cu<sub>3</sub>AsS<sub>4</sub>的光电特性表征
摘要: 黝铜矿Cu3AsS4是薄膜太阳能电池中极具潜力的吸收层材料,但其光电特性研究甚少。本研究通过光致发光(PL)光谱、时间分辨太赫兹光谱(TRTS)、时间分辨光致发光(TRPL)光谱及循环伏安法(CV)对黝铜矿薄膜进行了表征。结果表明该材料具有优异的缺陷特性,少数载流子寿命达纳秒量级;能带排列分析显示需开发CdS之外的缓冲层才能实现高效Cu3AsS4太阳能电池。
关键词: 光伏电池、铜化合物、薄膜器件、半导体材料、纳米晶体
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于光功率传输的光伏电池的光捕获技术
摘要: 用于光功率传输的光伏电池能将来自有限方向的激光转换为电能。这种光照条件与太阳能电池的情况截然不同。通过在前表面设置由介质多层膜构成的角度选择滤光片,后表面配置漫反射器,可有效捕获入射激光和光伏电池的辐射光。在872纳米波长、1瓦/平方厘米激光照射条件下,相比×4n2捕获理论,这种光捕获效应能使砷化镓光伏电池的单色转换效率绝对值提升9%。
关键词: 砷化镓、光捕获、转换效率、光功率传输、光伏电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于光伏的超级升压罗氏变换器采用混合控制器与传统控制器的性能指标比较
摘要: 本文介绍了现代直流-直流变换器技术中基于光伏的超级升压罗氏变换器在不同控制器下的设计与分析。该罗氏变换器能从正极性电源电压输出正极性电压,具有高功率密度、电压电流纹波小的特点。数学建模证明其输出电压呈几何级数增长,从而提升变换器效率。采用齐格勒-尼科尔斯算法整定PI控制器参数,提出一种动态性能优于传统PI控制器的混合控制器设计方案。通过Simulink实现了含控制电路的变换器仿真,其核心优势在于光伏系统供电时产生几何级数增长的电压,且在运行点附近表现出强鲁棒性。不同工况下对输入电压变化和负载波动的动态响应良好,仿真结果与理论分析高度吻合。对比混合控制器与模糊控制器、传统控制器的暂态响应,证实混合控制器具有更优动态性能。同时开展了光伏电池实时应用实验,该变换器在开关电源和直流电机调速领域具有广泛应用前景。
关键词: 光伏电池,模糊逻辑控制器,PI控制器,峰值超调,超升压变换器,调节时间
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于双(N-1,4-苯基-N-(4-吗啉二硫代氨基甲酸酯)铜(II)配合物)的CuS六方化学电化学指纹:作为量子点/染料敏化太阳能电池中的光吸收体
摘要: 量子点/染料敏化太阳能电池(QDSSCs)的主要缺陷在于缺乏能吸收整个可见光谱并通过提高QDSSCs转换效率来增强电催化活性的光敏剂。这使得光敏剂的合成路线选择至关重要。本文报道通过热重分析(TGA)和单源前驱体路线进行热分解制备十六烷基胺(HDA)包覆与未包覆的六方相硫化亚铜(CuS)纳米晶。采用形貌、结构和电化学仪器表征了两种材料的特性。CuS/HDA光敏剂展现出合适的寿命和电子转移性能,而CuS的电子逆反应降低了QDSSCs中的电子寿命。电流密度-电压(I-V)测试显示的较高电催化活性和界面电阻与CuS/HDA的电化学阻抗谱(EIS)结果一致。成功制备具有优异转换效率的六方相CuS纳米结构表明,HDA包覆与未包覆纳米晶均可应用于光伏器件。
关键词: 光敏剂、电催化、光伏电池、单源前驱体、量子点
更新于2025-09-23 15:21:01
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太阳能转化为电能的选定方法——比较分析
摘要: 本文介绍了将太阳能转化为电能的几种方法:光伏电池(PV)、利用光子增强热电子发射(PETE)的转换器,以及近场增强热电子能量转换系统(NETEC)。PETE和NETEC系统是利用热电子发射现象的创新解决方案,可替代光伏发电。我们对结构、工作原理、效率等参数进行了比较分析,这些参数的对比通过图表展示并汇总于表格中。基于分析,我们得出了关于该领域现有成果及转换方法发展前景的结论。
关键词: 太阳能、PETE、NETEC、转换效率、热电子发射、光伏电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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复合抛物面聚光器的光伏热技术
摘要: 该混合太阳能系统包含光伏电池(PV)模块与复合抛物面聚光器(CPC)。本研究旨在评估光伏/热(PV/T)技术引入印度古吉拉特邦的潜力。光伏/热系统能同步将太阳辐射转化为热能与电能。太阳辐射会使光伏??槲露壬?,导致发电效率下降。通过循环低温水可提取光伏??槿攘?,从而提升发电效率。所提取的热能可用于供热。观测数据显示:光伏??榈ザ婪⒌缧饰?3.56%,CPC单独热效率为53.92%,而组合系统综合效率达79.18%,高于两者单独性能表现。这种复合光伏/热系统标志着太阳能电力系统进入新时代。
关键词: 复合抛物面聚光器、电效率、光伏电池、太阳能、热效率、综合效率
更新于2025-09-23 15:19:57