支链带有富勒烯的聚噻吩和齐聚噻吩及其光伏电池研究进展

可溶性聚噻吩和富勒烯(主要是C60)及其衍生物,是聚合物太阳能电池中被广泛使用的给体和受体材料,它们之间的相容性和富勒烯的聚集效应对于太阳能电池能量转换效率有很大影响。将富勒烯与聚噻吩通过共价键连接在一起,可解决它们的共混膜中的相分离问题,有望提高器件效率,是未来有机和聚合物光伏材料研究的一个重要方向。本文按主链是聚噻吩或齐聚噻吩将这种连有富勒烯的材料分为两类,介绍了这些材料的合成方法、电化学性质及基于这些材料的太阳能电池器件近几年来的研究进展。     

基于蜂群算法和半监督极限学习机的光伏系统故障诊断

户外环境中运行的光伏系统容易受到各种因素特别是灰尘的影响,其非正常运行会导致大量损失,严重的短路故障则会导致安全问题比如火灾隐患。因此,监测光伏系统的运行状态,及时排除潜在故障,制定有效的处理方案是当前研究的重点。分析了光伏电池串在各种故障状态下的I-V特性,特别是在污秽条件下的I-V特性。针对具有特定故障的光伏系统,特别是大规模光伏系统的标记数据难以记录的问题,提出了一种结合人工蜂群算法和半监督极限学习机的新算法。该算法能够利用少量的模拟标记数据和历史未标记数据对光伏故障进行诊断,大大降低了人工成本和时间消耗。此外,灰尘堆积监测可以提醒电厂业主及时清洗光伏组件,提高发电效益。最后,使用3.51 kWp和3.9 kWp的光伏系统验证所提出的诊断方法,实验结果证明了所提光伏诊断技术的准确性和可靠性。     

聚合物太阳能电池材料的研究进展

有机光伏技术为太阳能的有效利用提供了一条重要途径。有机太阳能电池因制造成本低廉、材料质量轻、加工性能好、易于携带等优势而备受关注。提高有机太阳能电池的光电转换效率是目前乃至未来的研究重点。设计和合成适合的窄带隙的共轭聚合物是提高有机太阳能电池光电转化效率的核心。综述了近年来基于窄带隙的共轭聚合物的太阳能电池材料的设计、制备和器件性能研究进展,探讨了目前存在的亟待解决的关键基础问题和未来发展方向。     

基于热光效应的智能窗薄膜材料

基于半导体和金属间的相变特性,重点介绍了基于热光效应的二氧化钒薄膜材料,描述了当前国内外的研究进展.给出了能应用于智能窗的纳米二氧化钒薄膜材料,并与常规的二氧化钒薄膜材料进行了分析比较.对这种智能窗薄膜材料的原理与应用前景进行了评述.可以预计,随着对太阳能材料的不断研究与开发,基于热光效应的智能窗薄膜材料在太阳能利用方面将具有巨大潜力.     

应用于能量收集的DC-DC电路研究综述

随着物联网技术(IoT)的发展,越来越多的IoT传感器被应用于环境检测、物流管理、生产制造和医疗保健等领域。IoT传感器的使用年限取决于内部电池的使用时间,而内部电池是不可拆卸的,因此一旦电池损坏或者电量耗尽,则需要更换新IoT传感器,这大大提高了成本。能量收集技术的发展为解决该难题提供了新方向,该技术将环境中的微弱能量收集起来,通过相关技术转换成电能,为IoT传感器供电,摆脱了其对电池的依赖。文章综述了能量收集系统的关键技术,比较了不同电路结构的优缺点,并且总结了最大功率追踪技术(MPPT),表明MPPT技术从一维MPPT技术发展到三维MPPT技术,现在已有更多的辅助技术来提高MPPT电路的跟踪精度。为了实现更广泛的应用,多输入多输出的转换器已然成为研究重点,文章综述了多能量源输入多输出电压的转换器结构,静态功耗和动态范围等性能指标成为关注的重点。     

聚光光伏系统散热研究进展

对聚光光伏系统的发展过程进行了回顾.根据电池和聚光系统分类介绍了相匹配的散热冷却方式.电池组合方式简单、聚光倍数低的系统,使用传统风冷、水冷的被动散热即可满足要求;电池组合方式复杂、聚光倍数高的系统,常利用液浸冷却、射流冲击、通道冷却或多方法组合的新型冷却方式.指出在控制成本的前提下,选择系统可靠性高、结构简单的换热方...     

新型变步长扰动观察法在光伏发电系统中的应用

光伏阵列最大功率跟踪技术（MPPT）中常用的扰动观察法（P&Q）在光伏发电系统达到稳态时,存在输出功率在最大功率点附近震荡运行。为减少输出功率震荡问题,现引入一种新型变步长扰动观察法作为最大功率跟踪控制算法,该算法可以有效减少系统动态误差。利用Matlab/Simulink仿真软件建立了基于Boost电路的光伏发电系统仿真模型,详细阐述了扰动观察法的优缺点,进而采用新型变步长扰动观察法对最大功率跟踪技术进行仿真验证。新型变步长扰动观察法通过设置功率阈值与门限斜率双重判定的方式改变扰动步长,从而达到减缓光伏发电系统达到最大功率点时的功率往复震荡现象。通过仿真比较,该改进算法在提高系统跟踪速率的基础上,有效减缓了系统达到最大功率点时存在的震荡现象,提高了系统的跟踪效率和稳定性。     

二维钙钛矿光伏器件

有机-无机杂化卤化物钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)由于其成本低廉、制备工艺简单、光电转换率高等优点引起了越来越多的关注,在下一代半导体光伏技术中显示出巨大的发展潜力。然而PSCs器件在商业化生产应用之前,必须解决某些关键问题,例如器件在湿度、光照和过热条件下缺乏稳定性,性能会急剧衰退。层状二维(two-dimensional, 2D)钙钛矿由于其优异的环境稳定性而受到研究人员的广泛关注。通过引入不同种类的疏水性大体积有机铵阳离子可以在钙钛矿体内形成稳定的2D结构。然而,由于绝缘有机间隔阳离子的存在,使其电荷输运能力受阻并影响光电转换性能。本文根据不同种类2D钙钛矿光伏器件的发展进程,总结了影响2D钙钛矿结构和性能的关键问题,如晶体垂直取向设计、量子阱调控和有机层间隔阳离子替换工程等。最后对2D PSCs的未来发展进行展望。     

有机光伏器件激活层的微结构有序性与电荷输运

本文在对有机光伏电池载流子产生机理分析的基础上,从有机光伏电池激活层的微观结构对光电转换效率影响的角度,系统介绍了目前该领域的一些重要研究成果,详细分析了影响光电转换效率的主要因素,并提出了一系列改善光伏电池效率的方法,对未来该领域的研究作了展望。