太阳辐照度对太阳电池特性的影响文献综述

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[论文] 光伏参考文献

[论文] 光伏参考文献

[1] 赵春江,刘永生,杨金焕.3KW家用型太阳能光伏发电(PV)系统并网后的运行和监测. 华东电力第37卷第8期2009年8月East China Electric Power带蓄电池的系统而言,蓄电能力设计多大才为合适始终是设计人员的一大难题。

容严重阴雨天光伏发电保证率几乎接近于零。

换言之,在没有其他辅助发电设备(风力发电、柴油机发电等)的情况下,并网型PV系统的负载将几乎完全依靠电网供电。

对于一个完全由PV系统供电的负载(路灯、庭院灯等)来说,会发生蓄电池连续三天放电而得不到充电的情况。

运行期间的最高和最低气温与设备的耐热和抗冻性能有关,可供系统设计参考。

而运行期间发电时间段的最高和最低气温则与PV系统的欠压和过压有关,将直接影响到太阳电池方阵的输出电压和输出功率,并影响到逆变器等设备的运行,对于带蓄电池的系统,则还影响到充电电压。

在表7所列极端气温下,如果不考虑太阳辐照度引起的温升,则太阳电池方阵的输出电压将变化正负10%左右。

[2]刘莉敏,曹志峰,许洪华. 50kWp并网光伏示范电站系统设计及运行数据分析.太阳能学报第27卷第2期.2006年2月ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA天普集团厂区所在地的供电电网为农村供电电网,单路11kV接人,变压器容量为500kVA。

天普新能源示范楼的供电为三相五线制,主配电柜刀闸容量为380V500A,接入线主电缆为120mm^2 x 3 +60mm^2 x 1,大楼内部独立地线。

并网光伏示范电站的控制设备间位于一楼大厅的后方,交直流配电柜、逆变器、电站监控系统均在此安装。

交流配电柜与大楼主配电柜相距约25m,由一根}70mmz x 3 +}35mmZ x 2的电缆连接,连接方式为三相五线制。

并网逆变器选择,早晚日光温度季节日光温度安装角度电池表面灰尘[3] 赵平,严玉廷. 并网光伏发电系统对电网影响的研究. 电气技术2009年第3期.并网逆变器作为光伏并网控制的核心器件,包含了电网信号检测、输出电流控制、最大功率点跟踪(MPPT )、抗孤岛(anti-islanding)及其他保护,是集检测、控制、并网和保护于一体的装置。

第3章太阳能电池的特性

第3章太阳能电池的特性

第3章太阳能电池的特性太阳能电池的特性光伏电池的特性⼀般包括光伏电池的输⼊输出特性(伏安特性)、照度特性以及温度特性。

1. 伏安特性当太阳光照射到电池上时,电池的电压与电流的关系(伏安特性)可以简单的⽤图2.9所⽰的特性曲线来表⽰。

图中:V oc 为开路电压;Isc 为短路电流;Vpmax 为最佳⼯作电压;Ipmax 为最佳⼯作电流。

最佳⼯作点对应电池的最⼤出⼒Pmax ,其最⼤值由最佳⼯作电压与最佳⼯作电流的乘积得到。

实际使⽤时,电池的⼯作受负载条件、⽇照条件的影响,⼯作点会偏离最佳⼯作点。

1.1 开路电压Voc光伏电池电路将负荷断开测出两端电压,称为开路电压。

1.2 短路电流Isc光伏电池的两端是短路状态时测定的电流,称为短路电流。

1.3 填充因⼦FF实际情况中,PN 结在制造时由于⼯艺原因⽽产⽣缺陷,使光伏电池的漏电流增加。

为考虑这种影响,常将伏安特性加以修正,将特性的弯曲部分曲率加⼤,定义曲线因⼦FF 为Uoc Isc P Uoc Isc Up Ip FF ?=??=max max max曲线因⼦是⼀个⽆单位的量,是衡量电池性能的⼀个重要指标。

曲线因⼦为1被视为理想的电池特性。

⼀般地,曲线因⼦在0.5~O .8之间。

1.4 转换效率转换效率⽤来表⽰照射在电池上的光能量转换成电能的⼤⼩,它是衡量电池性能的另⼀个重要指标。

但是对于同⼀块电池来说,由于电池的负载的变化会影响其出⼒,导致光伏电池的转换效率发⽣变化。

为了统⼀标准,⼀般公称效率来表⽰电池的转换效率。

即对在地⾯上使⽤的电池,在太阳能辐射通量1000w /m2、⼤⽓质量Aml.5、环境温度25℃,与负载条件变化时的最⼤电⽓输出的⽐的百分数来表⽰。

⼚家的说明书中电池转换效率就是根据上述测量条件得出的。

2.照度特性光伏电池的出⼒随照度(光的强度)⽽变化。

如图2.10所⽰,短路电流与照度成正⽐;图2.1l所⽰,开路电压随照度按指数函数规律增加,其特点是低照度值时,仍保持⼀定的开路电压。

太阳能电池不同光强下特性研究

太阳能电池不同光强下特性研究

不同光强下太阳能电池电流电压特性的实验研究摘要:太阳能光伏电的输出具有非线性,这种非线性受到外部环境(包括日照强度、温度等)以及本身技术指标(如输出阻抗)的影响,从而使得太阳能电池的输出功率发生变化,其实际转换效率受到一定限制。

因此,对太阳能光伏电池输出特性的研究成为了一个重要课题。

太阳能光伏电池电流电压特性将随着光照强度的变化而变化。

本文主要采用光功率测量仪及电化学工作站得到实验数据并以此分析不同光照强度对太阳能电池电流电压特性参量的影响。

关键词:太阳能电池不同光强电流电压目录1. 引言 (3)2. 实验目的 (3)3. 理论分析 (3)4. 实验装置 (4)5. 实验内容 (6)5.1实验准备 (6)5.2测量伏安特性曲线 (6)5.3测量结果 (6)6. 数据处理 (7)6.1软件介绍 (7)6.2处理步骤 (8)6.3处理结果 (9)6.4结果分析 (10)7. 总结 (11)参考文献 (11)致谢 (11)1. 引言太阳电池又称为“太阳能芯片”或光电池,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。

它只要被光照到,瞬间就可输出电压及电流,是将太阳光辐射能直接转换为电能的器件,由这种器件封装成太阳电池组件,再按需要将一块以上的组建合成一定功率的太阳电池方阵,经与储能装置、测量控制装置及直流-交流变换装置等相配套,即构成太阳电池发电系统,也称之为光伏发电系统。

它具有不消耗常规能源、无转动部件、寿命长、维护简单、使用方便、无噪声、无污染等优点。

太阳能电池的研究、开发与产业化已取得较大的进步。

目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门,尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用,以节省造价很贵的输电线路。

对太阳能电池的利用和特性研究是本世纪的热门课题,太阳能电池的性能参数决定了太阳能电池的好坏,因此对太阳能电池的特性研究有着重要的意义。

太阳能光伏系统的电池温度特性研究

太阳能光伏系统的电池温度特性研究

太阳能光伏系统的电池温度特性研究太阳能光伏系统一直以来都被认为是一种清洁、可再生能源,具有广阔的应用前景。

然而,光伏系统在实际运行中存在着一些问题,其中之一就是电池温度对系统性能的影响。

本文旨在研究太阳能光伏系统的电池温度特性,探讨电池温度对系统发电效率的影响及相应的优化策略。

一、太阳能光伏系统概述太阳能光伏系统是利用光电效应将太阳能转化为电能的系统,主要由光伏电池组件、逆变器、支架结构等组成。

其中,光伏电池组件是整个系统中最核心的部件,其性能直接影响系统的发电效率。

光伏电池组件在实际运行中会受到温度的影响,电池温度的升高会导致光伏电池的发电效率下降,从而影响整个系统的发电量。

二、电池温度对系统性能的影响电池温度是影响光伏系统发电效率的主要因素之一。

在实际运行中,电池温度会受到环境温度、光照强度、风速等多种因素的影响。

电池温度的升高会导致光电转换效率的降低,从而影响系统的发电量。

此外,电池温度的过高还会损害光伏电池组件的寿命,降低系统的可靠性和稳定性。

三、电池温度优化策略为了降低电池温度对系统性能的影响,可以采取一系列优化策略。

首先,通过改善光伏电池组件的散热设计,减少电池温度的上升。

其次,可以在系统设计中考虑降低电池的工作温度,例如采用散热片、风扇等散热装置。

此外,还可以通过调整系统运行参数,优化系统的工作状态,降低电池温度。

四、结论与展望太阳能光伏系统的电池温度特性对系统发电效率具有重要影响,因此对电池温度进行深入研究具有重要意义。

未来的研究可以进一步探讨电池温度与系统性能之间的关系,寻找更加有效的优化策略,提高光伏系统的发电效率和可靠性。

我们相信,在不断的研究和探索中,太阳能光伏系统将会发挥更大的作用,为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。

太阳能电池特性实验报告

太阳能电池特性实验报告

太阳能电池特性实验报告太阳能电池特性实验报告引言:太阳能电池是一种利用太阳能将光能转化为电能的装置,具有环保、可再生等特点,被广泛应用于各个领域。

为了深入了解太阳能电池的特性和性能,我们进行了一系列的实验,本报告将对实验过程和结果进行详细介绍和分析。

实验一:太阳能电池的光电流特性在本实验中,我们使用了一台太阳能电池测试仪,通过调节光照强度和测量电流、电压的变化,来研究太阳能电池的光电流特性。

实验结果显示,当光照强度逐渐增大时,太阳能电池的电流也随之增大。

这是因为光照强度的增加会激发更多的光子进入太阳能电池,从而产生更多的电子-空穴对,进而增加电流。

然而,当光照强度达到一定值后,电流的增加趋势开始趋于平缓,这是因为太阳能电池的内部电场已经饱和,无法再继续增加电流。

此外,我们还发现太阳能电池的电流与电压呈反比关系。

随着光照强度的增加,电流增大,但电压却逐渐降低。

这是因为太阳能电池的内部电阻会导致电压损失,而随着电流的增大,这种损失也会变得更加明显。

实验二:太阳能电池的温度特性在本实验中,我们通过改变太阳能电池的温度,来研究太阳能电池的温度特性。

实验结果显示,随着太阳能电池温度的升高,电流呈现出先增大后减小的趋势。

这是因为在较低温度下,电子和空穴的复合速率较低,电流较小;而在较高温度下,电子和空穴的复合速率加快,电流逐渐增大。

然而,当温度超过一定值后,电流开始下降,这是因为高温会导致太阳能电池内部的电子迁移率下降,从而减小了电流。

此外,我们还发现太阳能电池的温度对电压的影响较小。

随着温度的升高,电压基本保持稳定,这是因为太阳能电池的内部电场对温度变化不敏感。

实验三:太阳能电池的寿命特性在本实验中,我们通过长时间连续使用太阳能电池,来研究太阳能电池的寿命特性。

实验结果显示,太阳能电池在连续工作一段时间后,其性能会逐渐下降。

这是因为长时间的工作会导致太阳能电池内部材料的劣化,从而降低了太阳能电池的转换效率。

太阳能电池探究亮特性光照强度关系资料

太阳能电池探究亮特性光照强度关系资料

扬州大学物理科学与技术学院大学物理综合实验训练论文实验名称:太阳能电池探究亮特性光照强度关系班级:物教1201班姓名:郑清华学号:120801117指导老师:李俊来太阳能电池探究亮特性光照强度关系物教1201 郑清华指导老师:李俊来摘要:本文介绍了太阳能电池研究背景、实验原理等。

在不同光强条件对单晶硅太阳电尺进行了测试.研究发现,当光强为3433.56—10617.33W/2m时,开路电压随着光强的增加呈对数关系增加,短路电流几乎呈线性变化。

效率随着光强的增加先增加后减小,最大效率值1、21%。

填充因子随着光强的增加减小。

关键词:太阳能电池;输出特性;光强特性。

一、研究背景随着经济社会的不断发展,能量与能源问题的重要性日益凸显。

人类对能源的需求,随着社会经济而急剧膨胀,专家估计目前每年能源总消耗量为200亿吨标准煤,并且其中90%左右为不可再生的化石能源来维持。

就目前情况,全球化石能源储备只能维持100年左右。

太阳能以其清洁、长久、无害等优点自然而然成为人类可持续发展不得不考虑的能源方式。

太阳每年通过大气向地球输送的能量高达3×1024焦耳,而地球上人类一年的能源总需求达到约4.363×1020焦耳,也就是说,如果我们可以收集其中的万分之一到万分之二就足够我们的需求。

太阳能是最为清洁的能源,并且不受任何地域限制,随处可取。

此外,将太阳能转换为电能后,电能又是应用范围最广,输送最方便的一种能源。

太阳能一般指太阳光的辐射能量。

我们知道在太阳内部无时无刻不在进行着氢转变为氦的热核反应,反应过程中伴随着巨大的能量释放到宇宙空间。

太阳释放到宇宙空间的所有能量都属于太阳能的范畴。

太阳能电池是目前太阳能利用的关键环节,核心概念是pn结和光生伏特效应晶体硅太阳电池在如今的光伏市场中占据了绝对主导的地位,而且这一地位在今后很长一段时间内不会改变,因此提高晶体硅太阳电池效率,降低生产成本,使晶体硅太阳电池能与常规能源进行竞争成为现今光伏时代的主题.太阳能是最具发展潜力的新能源。

辐照高组件电流大幅下降的问题

辐照高组件电流大幅下降的问题

辐照高组件电流大幅下降的问题
1.热效应:过高的环境温度或长时间高强度照射可能导致太阳能电池内部温度升高,从而影响其电性能。

高温会降低太阳能电池的电压,进而导致电流减小,这是由于半导体材料在高温下的内阻增加、填充因子下降以及开路电压的减少等效应。

2.光致衰减:某些类型的太阳能电池可能会出现光致衰减现象,即在首次暴露于强烈光照后,电池效率会出现不可逆的下降。

3.旁路二极管工作异常:在部分电池片因遮挡或其他原因不能有效工作时,旁路二极管应保护整个组件,但若旁路二极管失效,可能会造成整体电流下降。

4.局部过热或热斑效应:当光伏组件中某个区域受到遮挡或者因为质量问题导致局部发热严重时,会产生热斑效应,该区域无法正常转换太阳能为电能,也可能造成整体电流下降。

5.老化或制造缺陷:长期使用或生产过程中的质量问题,如焊接不良、组件内部绝缘损坏等,都可能导致在极端条件下的电流下降。

6.反向偏置效应:在特定条件下,当电压达到一定程度且光照强度非常高时,光伏组件可能出现反向偏置,进一步降低电流输出。

热辐射特性对太阳能光热发电系统的影响研究

热辐射特性对太阳能光热发电系统的影响研究

热辐射特性对太阳能光热发电系统的影响研究引言:太阳能光热发电系统是一种利用太阳能将光能转化为热能,再将热能转化为电能的技术。

在太阳能光热发电系统中,热辐射特性是一个重要的研究方向。

本文将探讨热辐射特性对太阳能光热发电系统的影响,并分析其可能的解决方案。

一、热辐射特性的定义和影响热辐射是指物体由于温度而发出的电磁辐射。

在太阳能光热发电系统中,太阳辐射是主要的能量来源,而热辐射则是系统中的能量损失来源之一。

热辐射特性对太阳能光热发电系统的影响主要体现在以下几个方面。

1. 热辐射损失在太阳能光热发电系统中,热辐射会导致热能的损失,降低系统的效率。

热辐射损失主要发生在集热器表面和传热管道上。

因此,减少热辐射损失是提高太阳能光热发电系统效率的关键。

2. 温度梯度和热应力热辐射特性也会导致太阳能光热发电系统中的温度梯度和热应力。

由于热辐射引起的温度差异,会导致集热器表面和传热管道的温度不均匀分布,进而引发热应力。

热应力的存在会对系统的稳定性和寿命产生不利影响。

二、热辐射特性影响的解决方案为了解决热辐射特性对太阳能光热发电系统的影响,可以采取以下一些解决方案。

1. 选择合适的材料选择具有较低热辐射特性的材料可以减少热辐射损失。

例如,使用具有低辐射率的涂层材料可以降低集热器表面的热辐射损失。

2. 优化系统设计通过优化太阳能光热发电系统的设计,可以减少热辐射对系统的影响。

例如,增加隔热层的厚度和优化传热管道的布局,可以降低热辐射损失和温度梯度。

3. 控制温度梯度通过控制太阳能光热发电系统中的温度梯度,可以减少热应力的产生。

例如,使用合适的冷却系统和热管技术可以平衡温度分布,降低热应力的风险。

4. 研究新型材料和技术开展研究和开发新型材料和技术,可以进一步提高太阳能光热发电系统的效率和稳定性。

例如,研究具有较低热辐射特性的材料,以及开发新型的集热器结构和传热管道。

三、未来展望随着对可再生能源需求的不断增加,太阳能光热发电系统的研究和应用也将持续发展。

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太阳辐照度对太阳电池特性的影响文献综述摘要:本文综述了太阳辐照度对太阳电池特性的影响的相关文献。

所研究的内容与聚光光伏技术密不可分,所以本文先对聚光光伏技术及其发展做了简单的归纳总结。

接着从太阳电池整列(单晶硅、多晶硅、空间太阳电池、砷化镓太阳电池)、太阳电池组件(晶体硅、多结电池、薄膜太阳电池)等多个方向综述了太阳辐照度对不同太阳电池特性的影响。

得出太阳辐照度的改变会对太阳电池有两个显著的影响:一、随着太阳辐照度的增加,光生电流随之增加,从而导致短路电流I sc线性增加,开路电压V oc对数增加,输出功率P、填充因子FF和转换效率η也随之变化;二、太阳辐照度增加了,电池表面的温度升高,从而使禁带宽度变窄,短路电流I sc小幅度增加,开路电压V oc减小,串联内阻变大,对输出功率P、填充因子FF和转换效率η产生影响。

关键词:太阳辐照度;太阳电池特性;聚光;转换效率1引言现今,能源危机问题日渐严峻,人类迫切需要研究开发新的节能、环保、可持续发展的能源以代替已日渐拮据的传统常规能源。

太阳能光伏发电技术便是在这种趋势下研究出来一种非常重要的新能源利用方式。

现在制约太阳能光伏发电技术大规模的运用的仍是发电成本太高,降低发电成本有两种途径:提高光电转换效率和降低电池组件生产成本。

直接入射到地球表面的太阳辐照能流密度很低,为了获得较高的电流、电压需要大面积的太阳电池。

如果聚光,一可以增加太阳辐照能流密度,从而增加电池输出功率,提高效率等;二又可以用相对便宜的聚光器部分代替昂贵的太阳电池,从而达到降低光伏发电系统成本的目[1]。

因此就能节省下来大量资金,可以使用工艺先进、效率更高而价格较贵的电池来提高整个系统的性能[2]。

正是因为这样的原因,聚光光伏技术具有广阔的应用前景。

聚光的目的就是为了提高太阳辐照度,所以了解太阳辐照度对太阳电池特性的影响非常有必要。

本文是有关不同太阳辐照度对太阳电池特性影响的综述,在与聚光光伏技术有关的文献中对这方面有大量提及,在其他对太阳电池特性研究的文献中也有不少提及。

2 聚光光伏技术及其发展2.1 聚光光伏技术的发展聚光光伏技术的研究始于二十世纪七十年代的石油危机。

从20世纪70年代中叶,美国桑迪亚实验室研制出了第一个聚光倍数为50、功率达lkW、效率为12.7%的聚光光伏系统以来,该项技术得到较快的发展。

2001年IEEE公布的聚光太阳电池组件的标准,提高了聚光电池组件的可靠性,有利于聚光光伏系统更好地进入市场,促进聚光光伏技术的进一步发展。

2002年5月,首次太阳能聚光发电国际会议的召开,表明光伏聚光系统作为很有潜力的一项技术,已经引起更多人的关注。

Speetrolab在2003年7月25公布的地面聚光电池的效率更是高达36.9%。

2005年5月,美国可再生能源实验室报道其三结太阳电池在10倍聚光条件下的效率为37.9%[3]。

2006年12月, 该项世界纪录又被其刷新为40.7%[4]。

2.2 聚光光伏系统如果聚光率超过l0,那么系统只能利用直射阳光,因而必须采用跟踪系统。

太阳电池在高聚光大电流下,其工作温度的升高将导致效率的下降,因此,需要有效的散热设备。

所以聚光光伏系统一般包括聚光系统、光伏转换系统、系统平衡部分(BOS)三个部分组成。

2.2.1 聚光系统聚光系统最主要的部分就是聚光器,根据光学原理可分为:折射聚光器、反射聚光器、混合聚光器、热光伏聚光器、荧光聚光器、全息聚光器等。

在聚光技术中,折射透镜主要使用菲涅耳透镜;反射式光伏聚光器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光器(点聚焦)和槽形抛物面镜聚光器(线聚焦);其中混合聚光器利用折射、反射和内部反射达到聚光;热光伏聚光器工作原理是:太阳把辐射器加热到高温,完成光热转换;辐射器再发出辐射到太阳电池上,完成光电转换。

荧光聚光器和全息聚光器是两种尚未成熟的技术[1]。

聚光器依聚光形式可分为线聚光器和点聚光器。

按几何聚光率可分为低聚光和高聚光系统。

高聚光系统需要太阳跟踪装置。

低聚光系统虽然聚光率不高,但可以利用散射辐射,不需要跟踪太阳,适用于直接辐射不太好的地区。

就目前的聚光器而言,镜面系统通常比透镜更有优势;二次聚光器对提高系统性能很有益处;聚光系统比非聚光系统更有成本优势[5]. 2.2.2光伏转换系统光伏转换系统包括聚光太阳电池组件、散热器等。

目前国际上聚光电池主要有硅聚光电池和III—V族多结聚光电池两种。

硅电池并不是最高转换效率的电池,但它有成熟的技术,到今天仍是聚光电池的主流。

散热器分主动式冷却和被动式冷却。

主动式冷却是指用流动的水或其它介质将聚光组件工作时产生的热量带走,以达到冷却太阳电池的目的。

太阳电池方阵产生的热量通过散热器直接散发到大气中,这种散热方式叫被动式冷却。

热电联用。

主动式散热通常与电热联用结合在一起,不仅提供电能而且提供热能,这将有利于提高系统的成本效益。

2.2.3 系统平衡部分系统平衡部分(BOS)包括跟踪器、控制器、支架等。

跟踪方式分为固定式、单轴跟踪和双轴跟踪。

通常来说,点聚焦的聚光组件需要二维跟踪机构,线聚焦组件只需要一维跟踪机构。

目前所建的聚光光伏系统,多数为双轴跟踪。

有两种主要的跟踪控制方式,开环控制和闭环控制。

开环控制需要知道太阳。

地球的运行原理,需要精确的天文计时装置,GPS系统或者报时信号可进行计时。

闭环控制系统装有太阳位置传感器,可以对太阳位置有直接的反馈,但是在多云的情况下很难正常使用,并且在早晨需有自动机构使其指向东方。

2.3 太阳辐照度对太阳电池特性的影响2.3.1 太阳辐照度对单晶硅太阳电池特性的影响随着太阳辐照度的增加,电池表面的温度也随之增加。

那么太阳辐照度对太阳电池输出特性的影响可分为光强和温度两个方面进行分析。

温度升高,半导体中载流子的扩散系数随着增大,少数载流子的扩散长度也随着增加,因此,短路电流I sc具有正的温度系数,它随温度的升高有所增加。

开路电压V oc具有负的温度系数,它随温度的升高而急剧下降。

江小涛,吴麟章等人运用数学模型分析计算得出温度每升高一摄氏度,V oc减小2.3mV,I sc增加0.107mA[6]。

FF线性下降,但是下降幅度很小,效率η降低。

苑进社研究低倍聚光条件下的单晶硅太阳电池得出随着光强的增加光电池结温随之升高,对于硅太阳电池,温度每增加1℃,V oc下降室温值的0.4%,效率的降低也同样[7]。

对于光强的影响,短路电流J sc与太阳光强成正比,而且开路电压V oc随太阳光强的增加按对数规律增加,输出功率也随着增加,而效率随着光强的增加先增加后减小,填充因子随着光强的增加减小。

2.3.2 太阳辐照度对砷化镓太阳电池特性的影响汪韬、赛小锋等人[8]研究分析了无菲涅尔聚光透镜和菲涅尔聚光透镜聚光条件下GaAs/Ge的输出特性,在户外测试得出在菲涅尔线聚焦聚光透镜聚光条件下,电池的短路电流密度由l47mA/cm提高为72mA/cm,提高为原来的4.89倍,开路电压由0.79V提高为原来的0.87V,提高为原来的1.1倍,输出功率由7.63 mW/cm 提高为原来的43.78mW/cm,提高为5.74倍,电池效率由11.87%提高到l4.58%,填充因子提高为原来的1.05倍。

文中还指出,电池效率增加的一个原因,当光电流成倍增长时,电池的p-n结反向饱和电流密度与光照无关,保持不变且为一小量,这样实际效果是太阳电池的输出电流的增长倍数略高于光通量的增长倍数。

而在王艳等人[9]在室内用模拟太阳光源对三结GaAs电池的实验研究得出了相似的结果。

随着光源辐照强度的增加,太阳电池的特性参数:短路电流I sc线性增加,开路电压V oc对数增加,最大输出功率P m线性增加,光电转换效率η随聚光比增加到一定程度后减小。

高温会降低材料的禁带宽度,进而使电池开路电压V oc降低,从而会导致太阳电池的转换效率下降,输出功率减小。

2.3.3 太阳辐照度对薄膜太阳电池特性的影响关于这方面的研究较少,刘芳芳等人[10]研究了Cu(In,Ga)Se(CIGS)薄膜太阳电池在入射光强为10—100mW/cm²范围内的性能参数,得出随光强的减弱,CIGS电池的转换效率、填充因子、短路电流密度和开路电压等性能参数逐步衰减。

70~75mW/cm²左右的光强是个转折点,在光强低于70mW/cm²的区间,电池性能的变化趋势比较明显;光强高于75mW/cm²的区间,电池性能变化平缓,甚至出现微小波动。

随着光强的减弱,R s和R sh显著增加,R s h的增加对V oc的降低有一定修复作用,还发现高Ga含量的CIGS薄膜太阳电池具有较好的弱光特性。

2.3.4 太阳辐照度对太阳电池特性影响的其他研究有人分别对晴天和阴天条件下普通平板太阳能电池和聚光太阳能电池发电量进行了对比实验,聚光太阳能电池温度比平板太阳能电池温度显著升高,但电流和累积发电量却也显著提高,说明聚光系统可以有效提高太阳能光伏发电系统的效率,有效减低阳能光伏发电系统的发电成本[11]。

吴玉庭等人[12]对聚光强度为0.85~20 kW/m2、无冷却和采用水自然对流冷却条件下常规太阳电池的热电特性进行了试验测试,得出对于特定的太阳电池, 并不是提高聚光倍数, 就可以无限制地提高单位面积太阳电池的峰值输出功率, 峰值输出功率的大小还要受太阳电池的串联内阻和工作温度的影响。

由此可见太阳电池的工作温度和串联内阻是影响聚光条件下太阳电池效率、输出功率等提高的两大因素。

并且随着光强的增加,串联电阻的影响越来越显著,串联内阻越高,随着光强的升高,其转换效率下降的越快。

在特定的串联内阻下,太阳电池的峰值功率首先随光强的升高而直线升高,升高到一定程度后曲线变得平缓。

曲线的拐点随串联内阻的降低而升高[13]。

温度升高,V oc随着减小,这是影响太阳电池效率降低的主要原因。

V oc减小的原因是,V oc随着反向饱和电流增加而降低,而反向饱和电流随着温度升高呈指数增大。

填充因子FF随温度升高而下降是由于并联内阻和串联内阻的影响。

在弱光条件下,并联内阻的影响才会很显著。

理论证明晶体硅太阳电池R s具有正温度系数半导体型内阻的数学表述形式,扩散层的薄层电阻占优势,它随温度的升高而升高,其他电阻可忽略不计。

而串联内阻增大会降低FF[14]。

可见,温度升高,太阳电池的串联内阻增加,串联内阻的增加则导致填充因子FF降低,输出功率降低。

而且还会影响太阳电池的转换效率,I sc流过串联内阻时会产生焦耳热,假设串联内阻不随光强变化时,产生的焦耳热与I sc平方成正比,即与光强的平方成正比,而实际串联内阻随着光强的增加而增加,所以串联内阻产生的焦耳热在总功率中占据的比例会逐渐增大。

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