紫外光响应杂化太阳能电池

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,太阳能电池是高效开发利用太阳能的关键。目前所开发的太阳能电池主要利用可见光,而光子能量高的紫外光很少得到利用。由于紫外光响应的太阳能电池目前还未见报道,开发紫外光响应的太阳能电池对光伏电池和光电器件的理论研究和实际应用都具有重要意义。     

基于深度神经网络的太阳能电池组件缺陷检测算法研究

针对太阳能电池组件中电池片出现隐裂导致整片电池破碎,最终影响整个组件发电量的问题，在对电池组件光致发光（PL）图像待检测区域筛选定位的基础上，提出了一种利用卷积神经网络（CNN）进行电池组件隐裂缺陷检测的方法。首先利用PL成像方法获取电池组件图像，然后对图像进行预处理，基于聚类的方法对待检测目标区域进行筛选定位，最后利用3种不同结构的卷积神经网络模型对电池片进行缺陷检测，并进行准确率对比，使最优识别准确率达到99.25%。实验结果验证了该方法能准确地检测出太阳能电池组件的隐裂缺陷。     

铜铟镓硒薄膜太阳能电池新型图形化透明前电极研究

为了优化铜铟镓硒薄膜太阳能电池的前电极,提高铜铟镓硒薄膜太阳能电池的效率,提出了一种可应用于铜铟镓硒薄膜太阳能电池的AZO/图案化Ag薄膜/AZO结构的前电极,中间层的Ag薄膜与电池顶层的金属栅线具有完全相同的图案和尺寸,并且位于金属栅线的正下方,这种新型结构可以提高电池前电极的电学性能,但对电池来说不会带来额外的光学损失。对比了新型前电极结构与几种传统前电极的电学和光学性能,并且制备了相应的电池进行了性能对比。实验结果表明,新型的前电极结构可以提高铜铟镓硒薄膜太阳能电池的短路电流,相对传统AZO电极,电池效率从13. 83%提高到14. 53%。本结构可以明显提高电池效率。     

新型空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的研究进展

钙钛矿太阳能电池是一种全新的全固态薄膜电池. 报道的能量转换效率已提高到19.3%, 成为可再生能源领域的热点研究方向. 空穴传输材料是构成高效钙钛矿太阳能电池的重要组分之一. 本文介绍了钙钛矿太阳能电池的基本结构, 对空穴传输材料的分子结构、能级水平和迁移率等对电池性能的影响进行了详细的总结和评述.     

有机太阳能电池研究进展

为了减轻当前能源危机所带来的压力,各国在太阳能电池等清洁能源领域投入了大量的人力、物力和财力.由于有机太阳能电池具有独特的优点(有机材料易于修饰,器件制备方法简便且可制备出柔韧器件),并且随着相关研究的深入,有机太阳能电池的能量转换效率逐步得到提高,这昭示了有机太阳能电池商业化的美好前景,目前已经有大批科研工作者投身于有机太阳能电池领域的研发工作.文章从太阳能电池小分子材料、聚合物材料和提高有机太阳能电池能量转换效率的方法这三方面入手,对有机太阳能电池领域进行综述.     

纳米流体辐射特性理论分析与实验研究

随着人类社会的飞速发展,能源紧缺、环境污染问题日益严重。当下,开发新能源、发展新能源技术已成为全球各国首要能源策略。作为一种清洁能源,太阳能蕴藏着巨大能量,太阳能利用和相关技术在世界范围内也引起了广泛关注。基于纳米流体的太阳能直接吸收式集热装置能够耦合光伏与光热技术,有利于提高太阳能综合利用的效率。由于纳米流体辐射理论对于开发新的光伏热实验平台具有重要的作用,而纳米流体辐射特性研究仍处于起步阶段,所以对于纳米流体辐射规律及机理的研究具有重要的意义。首先综述了纳米流体辐射特性的研究现状,并对纳米流体的辐射特性进行了理论研究,进而采用瑞利散射模型和Mie(米氏)模型对纳米流体最重要的辐射特性之一的透射率进行了理论分析;而后运用实验进行对比验证,分析不同理论模型与实验数据间的吻合性。结果表明：Mie模型比瑞利散射模型更加准确,在光伏热实验平台开发利用中具有更好的适用性。该研究旨在利用纳米颗粒改变流体对太阳能的辐射特性,探索一种实际设计时纳米流体辐射特性简易高效的计算准则,并得到影响纳米流体辐射特性的重要因素之一的体积分数的变化规律,从而提高太阳能直接吸收式集热装置的太阳能利用率。纳米流体辐射特性理论的分析与研究,有利于促进纳米技术在太阳能领域的应用,提高太阳能的综合利用效率。     

氢退火的BZO前电极对非晶硅薄膜太阳能电池性能的影响

采用低压化学气相沉积方法在玻璃衬底上制备了B掺杂的ZnO（BZO）薄膜,通过氢退火对BZO进行处理,然后作为前电极进行了非晶硅薄膜太阳能电池的制备及性能研究。结果表明：在氢气气氛下退火后,BZO薄膜的载流子浓度基本无变化,但Hall迁移率显著提高,这使得BZO薄膜的导电能力提高;当采用厚度较小、透光率较高的BZO薄膜进行氢退火后作为前电极结构时,非晶硅薄膜太阳能电池的短路电流密度提高0.3~0.4 mA/cm²,电池的转化效率提高0.2%。实验结果可为通过优化前电极结构来提高非晶硅薄膜太阳能电池转化效率提供一种简易的方法。     

基于LambertW函数的太阳能电池组件参数确定法

为了改进工程用电池建模精度低（5％以内）,五参量模型参数多且难获取的缺点,提出一种新的太阳能电池组件参数确定方法．首先通过LambertW函数求解出太阳能电池组件参数解析式,其次采用多项式拟合法,获取太阳能电池组件电压电流关系式,最后结合分段积分法求得了太阳能电池组件的参数值．实验表明,该方法的精度在0．5％以内：与主流电导简化法和模式优化算法相比,该方法不仅具有直观性,利于掌握和计算,同时求出的电池组件参数具有更小的误差值（0．1％以内）．     

反式卤素钙钛矿太阳能电池光伏性能的理论研究

正式MAPbI_3 (MA=CH_3NH_3~+)太阳能电池存在明显的电滞效应现象,这严重影响其光伏性能,而反式结构的电池能有效压低电滞效应.使用AMPS-1D程序对反式MAPbI_3太阳能电池进行系统理论模拟和优化,分别用Cu_2O,CuSCN,NiO_x作为空穴传输材料,用PC_(61)BM,TiO_2,ZnO作为电子传输材料.数值模拟反式电池光伏性能随MAPbI_3材料厚度变化的情况,结果显示ITO/NiO_x/MAPbI_3/ZnO(或TiO_2)/Al太阳能电池的光伏性能最好.ITO的功函数从4.6 eV增加到5.0 eV能显著地提高Cu_2O—基和CuSCN—基反式MAPbI_3太阳能电池的光伏性能,但对NiO_x—基电池光伏性能的提升却很小.实验上ITO功函数更合理范围为4.6—4.8 eV,当ITO功函数达到4.8 eV时NiO_x—基反式MAPbI_3太阳能电池达到最高效率29.588%.空穴传输材料中空穴迁移率增加能极大地提高反式MAPbI_3太阳能电池的光伏性能,而增加电子传输材料TiO_2中电子迁移率几乎不能提高电池的性能.这些模拟结果将有助于实验上设计更高性能的反式MAPbI_3太阳能电池.     

基于无烟煤软碳负极材料的低成本钠离子电池开发成功

正环境污染问题日益突出,风能、太阳能等清洁能源的利用越来越受到人们的关注,但是这些能源是间隙性的,限制了其发展和广泛应用,大规模储能技术是解决可再生能源高效利用瓶颈的关键技术。锂离子电池是一种非常重要的储能技术,广泛应用于便携电子设备和新能源汽车上,随着电动汽车、智能电网时代的到来,锂离子电池大规模发展受到锂资源短缺的     

基于独立分量分析和粒子群算法的太阳能电池表面缺陷红外热成像检测

根据红外成像特性及太阳能电池电致发光原理,研究一种基于限制式独立分量分析(ICA)模型和粒子群优化(PSO)方法的太阳能电池组件表面缺陷检测方法。利用太阳能电池红外图像的结构特点,首先设计一种ICA滤波器,并使用具有多方向搜索特性的PSO算法来求解ICA的分离矩阵,求解中加入限制式,使图像正常区域经滤波后有一致的反应值并有效凸显缺陷区域。然后使用ICA滤波器对图像进行旋积运算,最后使用阈值分割得到检测结果。实验结果表明,提出的ICA滤波检测方法对太阳能电池组件表面缺陷检测效果显著,检测精度高,能很好地区分背景和缺陷。     

菲涅尔透镜聚光对光伏发电效率的实验研究

介绍了将菲涅尔透镜前置于太阳能电池板适当位置以提高转换效率的实验研究。通过测试单晶硅、多晶硅电池单元加聚焦透镜前、后,以及改变不同入射角度照射单晶硅、多晶硅电池单元对输出伏安特性的影响,得出增加透镜聚光可以有效提升太阳能的转换效率,同时需要保证光源垂直入射。     

太阳能光伏/光热化学利用系统

本文研究了一种基于光谱分频的太阳能光伏/光热化学耦合利用系统。在该系统中,全光谱的太阳能按照波长不同被区分利用。适合光伏电池利用的太阳能被分配给光伏电池进行光伏转换,其它波段的太阳能则转化为热能驱动甲醇裂解反应产生合成气。实验结果表明在太阳辐照强度为712.8 W/㎡,甲醇流量为2.7 kg/h时,系统效率达到31.18%。系统实现了低品位的太阳能向高品位的电能和化学能的转换,为研究太阳能的全光谱高效利用提供了新的思路。     

从飞蛾扑火到高效太阳能电池

太阳能电池可以将光能直接转化为电能,长期以来一直是人们寄予厚望的满足人类未来能源需求的新型环保能源.     

新型硅薄膜太阳能电池混合陷光结构

针对应用于薄膜太阳能电池的一种混合陷光结构进行了分析研究,该结构由位于电池正面的电介质颗粒和位于电池背面的金属颗粒构成.运用有限时域差分法模拟分析了正面电介质颗粒与背面金属颗粒对光吸收增强的不同作用范围.运用电场图分析了其对光吸收增强的机制,包括两种颗粒的散射作用和金属纳米颗粒的表面等离子体近场增强作用.分别优化了正面电介质颗粒和背面金属颗粒的材料、大小等参量,获得了一种优化后的混合陷光结构.实验表明带有这种混合陷光结构的电池短路电流密度相对于参考电池提高了30.3%,该方法为提高薄膜太阳能电池效率提供了新思路.     

关于黄铁矿做太阳能电池材料可行性实验研究

本文通过对黄铁矿紫外、可见、近红外光谱的分析,获得黄铁矿对太阳光全光谱的吸收率数据。重点对染料敏化太阳能电池的光阴极进行了实验探究。本人制备了黄铁矿薄膜太阳能电池和以石墨为光阴极的太阳能电池,对各个薄膜形貌进行表征。最后,对各个电池的性能进行了测量比较。并预期在制备太阳电池时,它可能代替硅,而成为今后主要的光伏半导体材料。     

化学家发明维生素动力电池

正维生素对强壮骨骼和维护健康有很好的作用,它们也是生产电池的好材料。在最新一代有机流体电池中,携带电荷的碳基有机化合物取代了金属离子,科学家引入一种类似维生素B2核心的分子。就像其他流体电池一样,它在两种液体中储存能量并生成电流,随着液体的相互流动,通过隔膜交换电子。因为液体可被封装在一个大罐中,所以这些电池能够储存来自风能和太阳能这类可再生能源几天的能量。以往这些     

太阳能甲醇分解能量转换机理实验研究

本文通过太阳能分解甲醇燃料实验,来研究太阳能与化石燃料互补的能源利用系统的能量转换新机理,揭示减少燃料化学能释放过程(火用)损失和提升太阳热能品位的本质,并得到基于实验的量化依据。实验研究了反应过程能量品位关联机理和效果,并揭示了主要因素影响规律。太阳热能温度的升高,有利于分解反应的进行,但温度过高会负面影响品位提升的效果,260℃左右是较合理的;与太阳能甲醇分解反应装置规模对应的进料量条件是影响能量转换过程的关键因素,也将影响太阳热能品位提升效果。研究成果将为开拓太阳能与化石能源互补的能量系统提供理论支撑和实验数据。     

太阳能技术在汽车空调上的应用

针对国家对环境污染及能源有效利用的重视,提出了现有汽车空调存在的问题,通过分析日渐成熟的高效太阳能电池技术、充放电控制技术,特别是具有高光电转化效率材料的不断涌现,以及嵌入式单片机技术的不断创新,为实现汽车空调热电制冷以及太阳能天窗的商业化应用提供了必要的技术支持,从而解决现有的蒸汽压缩制冷所面临的制冷剂替换及耗油问题,实现环境的保护和能源的有效利用。     

基于太阳能电池和超级电容的充电系统

在对超级电容理解和利用太阳能电池给超级电容充电实验的基础上,设计了给手机电池充电的装置.