太阳电池光电灵敏度测量仪的设计及应用

论述了太阳电池光电灵敏度测量仪的设计方案,并用自行搭建的太阳电池光电灵敏度测量仪测出了不同比例聚噻吩P3HT(poly(3-hexylthiophene))与C60的衍生物PCBM([6,6]-phenyl C61-butyric acid methyl ester)共混体系太阳电池的光电灵敏度,分析了其光电灵敏度变化的原因.     

大面积染料敏化太阳电池的串联阻抗特性研究

在电子扩散微分方程的基础上,研究了染料敏化太阳电池光生电流和光生电压随光照强度不同的变化关系.提出敏化太阳电池串联阻抗功率损耗模型,理论模拟了大面积电池（有效面积>1 cm²）光电转换效率随多孔薄膜有效面积宽度变化的曲线、透明导电基底膜与银栅极的比接触电阻以及在不同入射光强下银栅极体电阻对大面积染料敏化太阳电池光伏性能的影响.结果表明透明导电基底膜的方块电阻和银栅极体电阻对大面积染料敏化太阳电池的性能有很大影响,而这种影响随光强的减弱逐渐减小. 关键词： 染料敏化 太阳电池 串联阻抗 光电转换效率     

多晶硅中的氧碳行为及其对太阳电池转换效率的影响

认识及控制多晶硅中杂质行为对于实现低成本、高效率多晶硅太阳电池有着重要的意义.利用红外光谱技术研究了定向凝固多晶硅锭中不同部位材料热处理前后的氧浓度、碳浓度变化,结合少子寿命、光电转换效率、内量子效率等电池性能,探索不同含量的氧、碳杂质对电池性能影响的物理机制.提出一种考虑碳影响的氧沉淀生长模型,并模拟了热处理后氧沉淀的尺寸分布和数量.研究发现,碳除了使利用硅锭顶部材料制备得到的电池转换效率降低外,还是决定氧沉淀作用的重要因素.由于碳含量多造成中部材料氧沉淀的尺寸大、数量多,引起缺陷,增加复合,而碳在底部 关键词： 氧 碳 太阳电池 转换效率     

工业级纳米绒面多晶硅太阳电池的制备及其性能研究

基于产线工艺制备了纳米绒面多晶硅太阳电池,并表征其光电转换性能。研究结果表明：相对传统微米绒坑,纳米绒面能够提升多晶硅太阳电池的短路电流,相应的光电转换效率绝对值提升大于0.4%,产线均值光电转换效率超过了19.1%。结合漫反射光谱和外量子效率测试结果,改进的光电转换的原因归结为纳米绒面能够有效地诱捕短波和长波太阳光子,增强短波和长波太阳光响应。本研究证实纳米绒面多晶硅太阳电池可利用产线工艺制备且具有较高的光电转换效率,能够实现产业化。     

光电转换测量实验的研究

本文介绍了光电转换测量实验的基本设想、实验装置和测量的原理。     

新型硒化锑薄膜太阳电池背接触优化

硒化锑(Sb₂Se₃)具有低毒、原材料丰富和光电性能优异等优点,被认为是最具有发展潜力的薄膜太阳电池光吸收层材料之一.但目前Sb₂Se₃薄膜太阳电池光电转换效率与碲化镉、铜铟镓硒和钙钛矿等太阳电池相比仍存在较大差距.限制Sb₂Se₃薄膜太阳电池光电转换效率进一步提升的关键因素之一是,太阳电池结构中Mo背电极和Sb₂Se₃薄膜构建的背接触界面处容易形成较高的势垒,降低载流子的抽取效率.本工作则对Mo背电极进行热处理生成缓冲层MoO₂薄膜,发现缓冲层MoO₂的引入,可有效地促进Sb₂Se₃薄膜的择优取向生长,同时实现太阳电池Mo/MoO2/Sb₂Se₃背接触势垒降低,相应的填充因子、开路电压和短路电流密度均获得显著提高,构建的太阳电池光电转换效率从5.04%提升至7.05%.     

光栅减反层太阳能电池光电转换效率的研究

运用时域有限差分方法,研究了光栅减反层结构对太阳能电池光电转换效率及储能效果的影响.具体从光栅形状、高度以及光栅表面金属薄膜厚度出发.结果表明经光栅减反层优化表面结构的太阳能电池的光电转换效率显著增大,储能效果大大得到提升.尤其是三角形光栅太阳能电池.随着镀层厚度的增加,储能效果增加,但当薄膜厚度过厚时,储能效果反而降低.     

溶剂效应对聚苯撑乙烯掺杂二酰亚胺太阳电池性能的影响

研究了不同溶剂对2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-对苯撑乙烯(MEH-PPV):N,N′-二(1-乙基丙基)-3,4,9,10-四羧酸二亚酰胺(EP-PTC)复合膜的形貌及其对以MEH-PPV:EP-PTC复合膜为活性层的太阳电池性能的影响.结果表明:非芳香性溶剂不利于MEH-PPV与EP-PTC的相容,MEH-PPV与EP-PTC两相间形成微米尺寸(0.5—5μm)的相分离,因而以MEH-PPV:EP-PTC复合膜为活性层的太阳电池中的电荷分离效率较低,进而电池的能量转换效率较低.而芳香性溶剂有利于MEH-PPV与EP-PTC的相容,MEH-PPV与EP-PTC两相间能形成纳米尺度的相分离,因此MEH-PPV与EP-PTC两相间的界面面积明显增加,界面处的电荷分离概率明显提高.与非芳香性溶剂相比,基于芳香性溶剂的复合膜太阳电池的能量转换效率提高了20倍.     

溶剂效应对聚苯撑乙烯掺杂苝二酰亚胺太阳电池性能的影响

研究了不同溶剂对2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-对苯撑乙烯(MEH-PPV): N,N′-二(1-乙基丙基)-3，4，9，10-苝四羧酸二亚酰胺(EP-PTC)复合膜的形貌及其对以MEH-PPV: EP-PTC复合膜为活性层的太阳电池性能的影响.结果表明：非芳香性溶剂不利于MEH-PPV与EP-PTC的相容，MEH-PPV与EP-PTC两相间形成微米尺寸(0.5—5 μm)的相分离，因而以MEH-PPV: EP-PTC复合膜为活性层的太阳电池中的电荷分离效率较低，进而电池的能量转换效率较低.而 关键词： 太阳电池 相分离 能量转换效率     

步进扫描时间分辨光谱及其在太阳电池光电导上的应用

建立傅里叶变换步进扫描时间分辨光电导光谱，并研究太阳电池中与转换效率密切相关的少数载流子寿命.实验选取三种典型的硅太阳电池(单晶硅样品1、多晶硅样品2和多晶硅样品3 )，发现其瞬态光电导的上升和衰退曲线可以分别用两个简单的指数函数描述.由于有复合中心的参与，复合过程中少数载流子的寿命比产生过程中的寿命短.为验证实验结果的可靠性，采用了提取样品少数载流子的体寿命和计算其有效扩散长度两种方法.通过与太阳电池暗伏安特性和负载特性研究相结合，进一步分析和讨论了少数载流子寿命与短路电流、开路电压和转换效率的关系.同时探讨了步进扫描时间分辨光谱实验的其他用途. 关键词： 步进扫描 时间分辨 硅太阳电池 瞬态光电导     

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。     

机械能和内能相互转换的物理实质

通过一个简单的具体问题，对内能和机械能之间的本质区别进行了解析，这对于深入理解热力学中的概念及其规律的本质是极有意义的。     

超级电容在太阳能电池蓄电方面的实验研究

超级电容作为推广绿色能源的重要环节,随着它的逐步开发、利用,将更多地走进人们的视野,其零污染、长寿命更是价值的体现.作为工科学生在"太阳能电池室外特性研究"实验环节中及早地了解认识它,对未来科技发展的趋势是大有益处的.     

中低温太阳热能的甲醇重整制氢能量转换机理研究

通过甲醇-水蒸汽化学反应,本文提出中低温太阳热能与甲醇重整反应结合的制氢新方法,探讨了中低温太阳热能与甲醇重整制氢过程的能量转换机理,分析了不同压力条件下的水碳比、反应温度对中低温太阳热能-甲醇重整制氢的影响规律.研究结果表明:集热180～240 ℃的低品位太阳热能(品位为0.34～0.42)将能更好地与甲醇重整反应所需的品位相匹配.在反应压力为1×1.01325×105 Pa,反应产物中H2浓度可有望达到72%～75%,中低温太阳热能转化为化学能占燃料化学能的份额可达12%.该研究为低能耗制取清洁燃料氢提供了一条新途径.     

Origin在太阳能电池基本特性测定实验中的数据处理及分析

本文测试了太阳能电池的输出特性,并利用Origin软件对实验数据进行了计算、绘图和数据拟合,得到较好的实验结果.表明Origin软件为大学物理实验提供了一种简便、适用的实验数据处理方法,提高了实验教学效果.     

1.06μm激光等离子体X光转换实验研究

Ｘ光转换是激光—等离子体相互作用中的一个重要研究课题。文中介绍了在“神光”装置上利用亚千Ｘ光能谱仪测量Ｘ光能谱、辐射温度与Ｘ光转换效率；并给出了转换Ｘ光总量、辐射温度与激光能量、脉冲宽度及腔面积的定标关系。     

空腔靶能量吸收,转换特性实验研究

本文介绍空腔靶设计的物理思想、及能量吸收特性、X光转换特性和堵腔特性的实验研究方法,给出了实验观察到的一系列物理现象,通过对现象的分析而得出空腔靶的能量吸收和X光转换明显优于平面靶;利用相对孔径较大的聚焦透镜打空腔靶有利于改善靶的能量吸收和转换特性的结论。     

太阳能强化自然通风理论分析及其在生态建筑中的应用

生态建筑作为建筑节能的一个全新设计理念,旨在最大限度地利用风能、太阳能等自然能源,削减不可再生能源的耗费。将太阳能烟囱、Trombe墙以及太阳能空气集热器等构件与生态建筑一体化设计安装能够取得较好的效果。本文以太阳能烟囱为例对太阳能强化自然通风的原理进行了理论分析与模拟计算。同时,介绍了较为典型的三种太阳能强化自然通风的复合能量系统。     

CCD的光电特性研究

根据MOS器件的基本工作原理推导出了电荷耦合器(CCD)的输入输出函数关系的解析解, 并在此基础上求得了CCD的各光电特性(如响应度、串音阈值等), 定性地分析了CCD的温度效应, 讨论了激光干扰CCD的对抗措施。     

CCD的光电特性研究

 根据MOS器件的基本工作原理推导出了电荷耦合器(CCD)的输入输出函数关系的解析解, 并在此基础上求得了CCD的各光电特性(如响应度、串音阈值等), 定性地分析了CCD的温度效应, 讨论了激光干扰CCD的对抗措施。