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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 热光伏技术在余热回收系统中的应用：以GaSb电池为例

    摘要： 本研究旨在评估高温GaSb电池热光伏(TPV)系统中的实际数据。从高效利用废热、成本及效率角度考量，TPV系统被视为一种替代能源。该系统可定义为将热源发出的高温废热能转化为电能的装置。在此背景下，实验室条件下测定了TPV GaSb电池的效率与参数。通过选用GaSb光伏电池作为电池类型，研究了施加于电池的高温向电能的转化过程。根据迄今完成的分析，采用GaSb电池获得了TPV高温实际特性曲线。所用温度参数包括电池温度与热源温度，据此确定了能量效率、填充因子、开路电压及短路电流值的影响规律。计算GaSb TPV电池系统效率值时，辐射源温度取值范围为1300至3100K（以300K为间隔）。本分析检测到GaSb太阳能电池结构的最优能量转换效率值为21.57%。文中阐述了关于热光伏能量转换系统的可行性、效率及发展的观点，并提出了建议。

    关键词： 发电、GaSb电池、废热、热光伏、真实数据、光伏电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2019年IEEE微纳电子学区域研讨会（RSM）- 马来西亚彭亨州云顶高原（2019.8.21-2019.8.23）] 2019年IEEE微纳电子学区域研讨会（RSM）- 光照强度对锗基热光伏电池性能的影响

    摘要： 优化热光伏系统中功率强度的重要性，推动了针对典型热光伏电池（其安装位置靠近热源）的研究工作。带隙为0.66电子伏特的锗材料被推荐并广泛用于收集波长可达1.8微米的红外辐射。该材料的集成通过捕获长波辐射，有助于构建具有成本效益的热光伏系统。在低黑体温度条件下，锗与热光伏电池之间的大气扰动会影响入射光照强度，从而改变电池的电学性能。然而，该问题的研究仍处于起步阶段，需要更多表征工作来理解光照强度对电池转换效率的影响。本研究通过操纵光照强度，在2000K黑体辐射温度下采用Silvaco TCAD模拟单结锗热光伏电池。当黑体温度为2000K且光照强度较高时，由于最大电压从AM1.5光照条件下的0.19V提升至0.42V，实现了11.8%的转换效率。本研究成果将有助于深入理解入射光照强度对锗电池性能的影响。

    关键词： 光强、锗电池、热光伏、Silvaco TCAD

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于近场热光伏的锑化铟光伏电池

    摘要： 锑化铟光伏电池是专门为近场热光伏器件演示装置设计与制造的。研究采用固态源分子束外延技术生长电池p-n结叠层的最佳条件，随后阐述了包括侧壁钝化在内的圆形微米级台面结构制备工艺。为获得最佳性能，这些光伏电池需冷却至约77K，在[600-1000]℃温度范围热源的远场照射下呈现优异的暗态与光照特性。实验数据显示：在最高光照强度下，最大台面直径的电池实现了超过10μA的短路电流、近85mV的开路电压、0.64的填充因子以及最大功率点处超过0.5μW的电功率输出。这些结果证明该光伏电池适用于测量近场条件下产生的电功率增强效应。

    关键词： 分子束外延、钝化、热光伏、锑化铟

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 选择性超薄膜与腔体反射器在太阳能热光伏能量转换中的理论分析

    摘要： 本研究对采用先前开发的选择性超薄膜作为太阳能吸收体和热发射体，并配备腔体反射器以提升性能的低浓度太阳能热光伏(STPV)系统进行了详细的理论分析。当与InGaAsSb电池配对时，初始超薄膜结构在50倍聚光条件下显示出7.1%的STPV系统效率，根据能量损失分析，约一半的入射太阳能通过吸收体顶表面的热辐射损失。为提升STPV系统性能，在50倍聚光条件下优化了太阳能吸收体和热发射体的超薄膜层厚度，将STPV系统效率从7.1%提高到10.2%。此外，考虑在吸收体上方设置腔体反射器以回收从吸收体顶表面发射的红外光子。讨论了腔体反射器的尺寸和反射率对效率的影响。结果表明，在50倍聚光条件下，采用理想反射器构成的腔体可使优化后的超薄膜基STPV系统效率从10.2%提升至17.4%。

    关键词： 太阳能，选择性发射极，超薄膜，热光伏

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 热光伏技术在发电与废热回收中的研究进展综述

    摘要： 当今美国绝大多数电力生产仍沿用19世纪末的工艺：通过加热水产生蒸汽，驱动涡轮机旋转，进而带动发电机发电。现代研究人员正在开发更符合21世纪需求的固态发电技术。热光伏（TPV）电池通过类似传统光伏的工作原理，直接将辐射热能转化为电能。但这类TPV发电装置包含太阳能电池不具备的附加系统组件——选择性发射器和滤光片，它们调控辐射热向TPV电池的传递方式，对发电效率至关重要。本文综述了提升这些系统组件的研究成果，这些改进将使TPV发电机能适配几乎所有热源，既可用于基础发电，也能回收利用废热。

    关键词： 发电、热光伏、废热回收、选择性发射器、滤光片

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于肖特基结的热光伏-热电子器件

    摘要： 提出了一种基于肖特基结的热光伏-热离子器件（SJTTD）的概念模型，该器件能同时将热发射电子和光子转化为电能，其中热离子转换器（TIC）的阴极与阳极/ p型硅界面形成肖特基结?？悸橇丝占涞绾尚вΓ⊿CE）对TIC的影响以及辐射复合对TPVC的影响。根据统计物理学理论，推导出SJTTD总功率输出密度和能量转换效率的解析表达式。通过优化两个子系统的关键参数，数值计算出最大功率输出密度和效率。此外，还提供了参数优化标准。比较了理想和非理想SJTTD的最佳工作状态。结果表明，选择高发射率的阴极材料可显著提升性能。该模型有助于开发高效混合电子器件。

    关键词： 肖特基结，最佳准则，热光伏，热电子发射

    更新于2025-09-11 14:15:04