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oe1(光电查) - 科学论文

34 条数据
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  • 光伏-热电与平板微通道热管的实验研究及火用分析

    摘要： 光伏组件的有效冷却可提升光伏系统的电能转换效率。光伏与热电发电机的结合因其互补特性而具有独特优势。此外，光伏-热电混合系统能利用更宽的太阳光谱，从而从阳光中获取更多能量。热管是可在长距离内高效传热的被动装置。因此，本研究通过实验与火用分析，探究了采用平板微通道热管的光伏-热电混合系统。实验在实验室中使用太阳模拟器进行，并采用水冷方式为热电发电机散热。研究展示了热电负载电阻、微通道热管背部保温层及太阳辐射对混合系统性能的影响，并与纯光伏系统进行了对比。结果表明，该混合系统较纯光伏系统具有更优性能，且微通道热管背部不设保温层时能提升混合系统的电学性能。此外，研究证实该混合系统在发电与小规模热水制备方面具有可行性。本研究成果将为热管式光伏-热电系统的设计提供重要指导，并验证了此类系统的可行性。

    关键词： 热管理、发电、?、微通道热管、光伏-热电

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 相变材料集成光伏板的性能分析

    摘要： 光伏（PV）面板的转换效率会随着温度升高而降低。研究表明，光伏温度每上升1摄氏度，效率可能下降高达0.65%。这一现象引发了学者们对缓解和控制光伏温度的广泛关注。在众多应用技术中，相变材料（PCM）因其潜热储能特性，被视为将光伏温度维持在较低水平的潜在解决方案。由此形成的集成系统被称为光伏-相变材料（PV-PCM）系统。本研究通过模拟评估了该系统的日性能和可行性，结果表明添加相变材料可使光伏温度降低24.9°C，从而使发电量提升高达11.02%。研究还证实，相变材料的潜热容量及熔融相变材料的自然对流能有效控制光伏温度，并将光伏向相变材料的热传递速率提高4至5倍。

    关键词： 光伏，相变材料，光伏-相变材料，被动冷却，热管理

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于多孔介质的主动相变冷却技术在光伏热管理与效率提升中的实验研究

    摘要： 太阳能电池的光电转换效率受其工作温度显著影响，这推动了光伏（PV）热管理技术的研究。本文提出一种基于多孔介质的新型冷却方法，用于光伏组件的热管理与效率提升。研究设计并制作了主动相变（APC）冷却系统以探索光伏组件冷却可行性，并选用乙醇作为工质。通过实验室测试，详细分析了光伏组件的平均温度、温度分布、电性能以及能量与?效率。结果表明：在不同辐照强度下，相较于无冷却工况，APC冷却方法能更有效地控制光伏组件平均温度；此外，提高不凝性气体流速对降低光伏组件温度及提升最大发电功率具有积极作用。获得的三维温度分布图证实，该方法能使温度分布均匀，最大温差小于5°C。最大比功率提升量与发电功率百分比提升量分别为21.37 W/m2和19.32%。

    关键词： 光伏，效率提升，主动相变，热管理，多孔介质

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 带储能功能的光伏热收集器实验研究：用于发电、建筑供暖与自然通风

    摘要： 相变材料（PCM）可用于光伏系统的热管理及热能存储。本文提出一种集成PCM作为储热介质的光伏光热（PVT）系统，既能调控光伏温度，又可通过通风管道实现建筑供风预热或自然通风。该集成PVT/PCM系统的创新点在于：利用PCM这一被动技术同时实现光伏冷却与建筑供热通风功能。研究团队针对不同尺寸PCM的PVT原型系统开展了实验，结果表明：在600 W/m2辐照强度下，采用相变温度25oC、厚度30 mm的PCM层可使光伏温度维持在45oC以下，并在约210分钟内将光伏电效率提升10%。PCM厚度每增加10 mm，热调控时长可延长60至70分钟。该PVT/PCM系统在熔融阶段能使宽1100 mm、高1200 mm、深100 mm的垂直风道产生15 L/s通风量，凝固阶段至少可达20 L/s。通过增设金属翅片强化PCM传热，可进一步将光伏电效率提升3%，通风量提高30%。

    关键词： 储能、光伏、相变材料、自然通风、热管理、太阳能吸收器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于精确实时测量表面贴装发光二极管结温的集成微传感器

    摘要： 发光二极管（LED）因其相比传统照明系统具有高性能和高效率，在许多工业应用中得到广泛应用。然而，相当一部分输入功率不可避免地会在LED结区转化为热量，这会降低LED的性能和可靠性；因此监测LED结温变化十分重要。本研究提出一种集成微温度传感器的表面贴装器件（SMD），可精确实时测量LED结温。该LED以类似典型SMD组装方式安装在微加工铂传感器上。LED结区产生的热量通过传导传递至微型传感器，使其温度升高并改变电阻值。与传统的LED热特性分析技术相比，这种集成微传感器能高精度、高重复性且简便地提供结温实时信息。此外，通过分析LED封装的热阻，还可估算不易直接测量但与LED可靠性密切相关的焊料温度。实验与数值结果表明结温和传感器温度呈线性相关（R2=0.988），这对微型SMD-LED的热管理具有实际应用价值。

    关键词： 结温、发光二极管、热瞬态测试、微传感器、表面贴装器件、热管理

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用相变材料的水基蛇形流式光伏热系统（PVT-PCM/水）的火用经济性分析

    摘要： 在印度科塔亚姆（北纬9.5425°，东经76.8202°）的气候条件下，研究人员对PVT-PCM/水系统开展了研究。本文通过实验对比了光伏面板与基于水的PVT-PCM面板的整体性能。在不同室外环境工况下分析表明：与传统光伏板相比，集成相变材料（PCM）使该系统热效率提升26.87%，综合效率提高40.59%，电效率增加17.33%。研究发现基于水的PVT-PCM系统按总有效能计算的投资回收期约为6年，比传统光伏板缩短11.26%。此外，该系统较传统光伏板具有约27%的长期生命周期转换效率优势。

    关键词： 光伏，相变材料，火用，优化，热管理

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 超高倍聚光光伏系统中平板散热器冷却机制的有限元分析

    摘要： 聚光光伏（CPV）系统的潜在降本空间与聚光因子密切相关，因为更高的光照浓度意味着太阳能电池所需的半导体材料更少。然而，在如此超高光通量下实现热管理颇具挑战。采用小型化太阳能电池有助于改善热管理效果。在可能的冷却方案中，若可行，使用平板散热器进行被动冷却将是散热最简单的方式，并能加速超高倍率CPV样机的研发。本研究通过三维有限元热模型，探究了2000-10000倍聚光比范围内平板散热器被动冷却的可行性。结果表明：对于1mm×1mm微尺寸太阳能电池，常规铝制平板散热器可在高达10000倍聚光条件下实现有效热管理。

    关键词： 超高浓度、被动冷却、聚光光伏（CPV）、热管理、平板散热器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 硅基三五族集成：从混合器件到异质光子集成电路

    摘要： 近年来，III-V族材料与硅光子学的异质集成取得了巨大进展，为构建超越单一器件性能的复杂片上光学系统奠定了基础。该领域的最新突破有望推动下一代光通信技术发展，实现低功耗、高效率及便携化解决方案。为实现这一目标，学界正针对混合激光器、调制器和光电探测器开展深入研究，以开发符合市场需求规格的光学?？橛牍庾蛹赏?。与此同时，混合光子集成电路（PICs）的封装与热管理技术也取得重要进展。本文报道了我们在高速光通信用硅基III-V异质发射器、接收器及封装光学?？榉矫娴淖钚卵芯砍晒?，并对领域内近期进展进行综述以供基准对比。

    关键词： SOI上的III-V族光子集成电路、片上硅发射器和接收器、激光器、热管理、硅光子封装

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 还原氧化石墨烯膜诱导的强结构色用于个人热管理

    摘要： 通过膜分离辅助组装（MSAA）方法，以改性还原氧化石墨烯（rGO）为基底膜制备出角度无关的结构色材料。研究表明，褶皱卷曲的rGO层状结构不仅确保了胶体薄膜的不均匀形貌，还通过减弱相干散射提升了色彩饱和度。此外，我们首次探究了阻带位置对胶体薄膜隔热性能的影响——相较于对照样品，实现了高达6.9°C的绝对温差。由于光子结构固有的慢光效应，具有更长阻带位置的薄膜展现出更优的隔热性能。这种基于胶体薄膜的通用隔热原理为新一代热管理材料开辟了新途径。

    关键词： 角度无关的、热管理、人体降温、石墨烯、结构色

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [美国机械工程师学会 2018年电子与光子微系统封装与集成国际技术会议及展览 - 美国加利福尼亚州旧金山（2018年8月27日星期一）] 美国机械工程师学会2018年电子与光子微系统封装与集成国际技术会议及展览 - 微滴蒸发形状效应的数值研究

    摘要： 随着电子设备不断向小型化、多功能化发展，高效热管理已成为制约其持续进步的关键瓶颈。两相冷却技术因其卓越的散热能力与低热阻（<0.3 K·cm2/W）[1]，在电子散热领域日益受到关注。液滴蒸发作为典型的两相冷却方式，能在低过热条件下实现高传热系数。尽管该技术已得到广泛研究并应用于喷雾冷却等实际场景，现有研究均局限于轴对称的球形液滴。通过设计能产生非对称弯月面液滴的蒸发平台，可形成更大的弯月面曲率，从而沿接触线区域产生更高蒸汽浓度梯度，最终获得更优的蒸发速率。 本研究建立了多孔微柱结构上悬垂非对称微液滴蒸发的数值模型，采用流体体积法（VOF）探究了圆形、三角形及方形接触面液滴的平衡形态与质量输运特性，并运用简化的Schrage模型[2]模拟气液界面的蒸发质量传递。结果表明：非对称微液滴呈现高度不均匀的质量输运特征——弯月面高曲率区域的局部蒸发速率显著更高，这源于曲率较大区域产生的更强局部蒸汽浓度梯度驱动更快的蒸汽扩散，类似于避雷针在高曲率表面形成的强电场效应。通过接触线约束人为调控液滴形成更高曲率几何形态后，发现相同周长与气液界面面积条件下，三角形基液滴的总蒸发速率较球形液滴提升13%。该发现可为高性能电子冷却系统中的几何特征设计与优化提供指导，以增强蒸发散热效能。

    关键词： Schrage模型、两相冷却、液滴蒸发、热管理、VOF方法、微液滴

    更新于2025-09-09 09:28:46