n-GaAs/p-GaAs/p-Ga_(1-x)Al_xAs电池短路电流密度的理论分析

n-GaAs/p-GaAs / p-Ga_(1-x)Al_xAs异质结构背电场背反射薄层电池的短路电流密度计算结果表明:在通常情况下,要提高电池的短路电流密度,必须尽可能减小结深x_j;基区厚度H_1的变化对短路电流密度也有重要影响,在给定的基区扩散长度L_1下,H_1存在一最佳值,为了得到比较大的短路电流密度,建议x_j<0.05μm,H_1=2μm,n-GaAs区少子扩出长度L_r>x_j,L_1>2H_1。

共敏化有机染料分子对敏化太阳能电池短路电流密度的影响

基于实验报道的有机共敏化剂D35和XY1,运用量子化学手段研究了有机染料的电子结构和光电转换效率之间的关系.通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了电子结构和电子吸收光谱,研究对比了基于D35衍生设计的染料分子1-6.结果表明,D35分子共轭桥的甲氧基化提高了染料分子的可见光吸收强度,拓宽了光谱响应范围,使共敏化有机染料电池的最大短路电流密度明显提升.该研究可为有机染料共敏化太阳能电池的理性分子设计提供理论依据.

染料敏化太阳能电池短路电流密度的定量结构性质关系研究

采用全息定量构效关系(HQSAR)方法建立了香豆素类化合物结构与染料敏化太阳能电池(DSSCs)短路电流密度(J_(sc))参数之间的定量结构性质关系模型。获得最有效HQSAR模型(q^(2)_(cv)=0.846)的设置参数为“2~5”的片段大小,“307”的全息图长度以及“原子、键,以及供体和受体原子”的片段区分参数。采用两种验证方法(外部测试集验证和留一法交叉验证(LOO-CV))评估所开发的HQSAR模型质量。验证结果表明,所构建的模型具有良好的预测能力和稳定性。通过分析该模型的分子贡献图,找到了香豆素染料分子结构中有利于J_(sc)值提高的基团。因此,HQSAR方法可用于研究香豆素染料敏化太阳能电池的J_(sc)值。

PEM燃料电池透氢电流密度测试的误差分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命和耐久性是制约其商业化发展的主要因素。准确表征氢气对质子交换膜(PEM)的渗透能力有助于电池的设计安全和运行安全,提高电池的寿命和耐久性。本文主要对PEMFC透氢电流密度的测试误差进行了分析,发现膜厚度、膜穿孔、膜短路以及测试气体压力和湿度,均会对该测试结果带来误差。

本体异质结有机太阳能电池的短路电流数值模拟与分析

利用数值方法研究了以P3HT∶PCBM为活性材料的本体异质结有机太阳能电池的短路电流密度与带隙宽度、活性层厚度以及温度的关系。结果表明:短路电流密度随带隙宽度的增大呈线性增大;随活性层厚度的增加呈抛物线分布,在160nm附近短路电流密度有最大值;随温度升高呈线性增大趋势。

变压器绕组短路故障多特征融合诊断

绕组匝间短路是变压器最常见的初期故障类型之一.为了提高轻度故障的诊断准确率,考虑绕组短路电流、绕组温度、电流密度和磁通偏移特征,提出了变压器绕组短路故障的多特征融合诊断方法 .首先建立了变压器绕组短路的COMSOL空间模型,将仿真结果和理论计算结果进行对比,证明空间模型的正确性.然后,对变压器轻度故障时进行了故障模拟和故障特征分析,提取其电流特征参量、温度特征参量、电流密度偏移率和磁通偏移率作为故障特征.采用BP网络进行故障识别.变压器的工程诊断实例验证了本文方法的有效性.

按短路热稳定条件计算电缆线芯允许最小截面

《电世界》2008年第4期刊登的《按载流量及经济电流密度选择电缆线芯截面》一文中，不足之处是未提及按短路热稳定条件校验电缆线芯截面。本文针对这个问题加以补充，以供参考。

GB1094.5《电力变压器第5部分 承受短路能力》——变压器突发短路后热稳定平均温度计算公式的推导

通过计算推导,得到了GB1094.5《电力变压器第5部分承受短路能力》中介绍的变压器突发短路后热稳定平均温度计算公式。导出了各种绝缘系统和耐热等级下的导体的最大允许电流密度值。给出了计算实例。

探讨干式电抗器匝间短路故障与漏磁场的关系

干式电抗器经常发生事故,事故分析表明,所有烧毁的电抗器都发生过匝间短路故障,依据麦克斯韦方程可知,发生匝间短路故障的电抗器等效于一台干式空心自耦变压器,低压侧匝数很少,变比很大,短路环中电流密度远超过正常的设计值,短路环会严重过热而烧毁电抗器,引起火灾。为了及时发现干式电抗器的匝间短路故障,本文通过研究三相品字形布置的干式并联电抗器对称中心位置的不平衡磁通在电抗器发生匝间短路故障前后的变化分析该组电抗器的健康状态,并且通过模拟匝间短路试验的方法检验这一论证结果,说明品字形布置干式电抗器匝间短路故障与对称中心位置漏磁场变化量之间存在的关联关系。

背表面场结构参数对双面太阳电池电流特性的影响

针对正面光照、背面光照及双面光照三种不同光照条件,利用TCAD半导体器件仿真软件全面系统地分析了背表面场结构参数对P型双面单晶硅太阳电池内量子效率(IQE)和短路电流密度(JSC)的影响。仿真结果表明:在300~700 nm短波段范围,双面光照情况下的IQE主要由BSF结构对背面光照光生载流子的影响决定。在700~1200 nm长波段范围,双面光照情况下的IQE主要由BSF结构对正面光照光生载流子的影响决定。当BSF扩散深度一定时,随着BSF表面浓度的增大,双面光照情况下JSC的变化特点与背面光照情况一致。BSF结构的变化对正面光照情况下JSC的影响较小((35)JSC=0.26×10^(–3)A/cm^2),而BSF结构参数的变化对背面光照情况下JSC的影响较大((35)JSC=10.59×10^(–3)A/cm^2),BSF结构对背面光照光生载流子的影响是导致双面光照JSC出现大幅变化的主要因素。

体异质结有机太阳能电池性能提高的研究

制备了四种不同结构的有机太阳能电池器件,器件1ITO/LiF/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/C60/Al、器件2ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/C60/Al、器件3ITO/LiF/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶C60/C60/Al和器件4ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶C60/C60/Al。测量了它们的电流-电压特性,结果显示在ITO和PEDOT∶PSS之间插入一薄层LiF使得器件性能得到较大提高。其器件1的JSC和FF比器件2的提高了74%和31%;器件3的JSC比器件4的提高了约40%。这主要是由于LiF层有效地抑制了空穴向阳极的传输,并且LiF层在ITO和PEDOT:PSS之间形成了良好的界面特性。因此,这种结构上的改进有效地提高了有机太阳能电池的性能。

Cu(In,Ga)Se2薄膜表面镓(Ga)含量分布对太阳电池性能的影响

本文利用三步法共蒸发制备Cu(In,Ga)Se2多晶薄膜吸收层,通过改变第三步Ga的蒸发温度控制薄膜表面Ga的含量及其分布。随着吸收层表面Ga含量的增大,空间电荷区带隙变宽,电池的开路电压Voc明显增大。同时,Ga的梯度分布有效地扩宽了吸收层的光谱响应范围,减小了由于禁带宽度增大所引起的短路电流Jsc的损失,从而有效地提高了电池的转换效率。

一种聚合物/C_(60)异质结有机太阳电池

用MEH-PPV为给体(空穴传输)、C60为受体(电子传输)首先制备了分层和体异质结结构的两种器件,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/C60/Al和ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:C60/Al。之后又制备了结构为ITO/PE-DOT:PSS/MEH-PPV:C60/C60/Al的第3个器件。作者比较了这3种器件的光伏性质,发现器件3的短路电流密度(JSC)比器件1和器件2的分别增加了300%和150%,开路电压(VOC)分别增加了100%和20%。这主要是由于C60层增加了电子由受体传输到负电极的通道并增大了给体受体界面面积。另一原因是此C60层一定程度地阻挡了空穴从有机物向负极的传输,从而有效地改善了太阳电池的性能。

复合背接触层与背电极的匹配对CdTe太阳电池性能的影响

本文研究Ni和Au两种背电极在有、无ZnTe/ZnTe:Cu背接触层时对碲化镉太阳电池性能的影响及其机理。试验结果表明,在没有ZnTe/ZnTe:Cu复合背接触层时,Ni和Au相比,输入特性的填充因子(FF)较差,短路电流密度(Jsc)较大,转换效率(η)较低;在有ZnTe复合背接触层时,Ni和Au相比,FF相差较小,而η因Jsc较大而较高。通过暗特性的测试,可以看到,在有了ZnTe复合背接触层以后,Ni作背电极的碲化镉太阳电池,其二极管因子(A)、暗饱和电流(J0)和旁路电阻(Rsh)等三个参数降低的幅度都比Au作背电极的大。这和ZnTe复合背接触层使Ni背电极碲化镉太阳电池效率有更大提高是吻合的。分析表明,这主要是由于光生电流的增大导致了Jsc的增大。这样用Ni代替Au作背电极会带来降低成本和效率提高的双重改进。

镍与金背电极的CdTe太阳电池的性能对比

通过对比实验,研究了用Au和Ni作为背电极对CdTe太阳电池性能的影响和机理,用Ni替代Au作为背电极后的CdTe太阳电池短路电流密度有所增加,最大增幅达到40.31%,导致电池的转换效率增加,最大增幅达到30.57%.分析认为,用Ni替代Au作为背电极后能提高短路电流密度的主要原因在于光生电流密度大大增加.用Ni替代Au作为CdTe太阳电池的背电极,可以将电池的转换效率提高至少一个百分点.

一维铝背栅单晶硅薄膜太阳能电池光吸收分析

分别以铝、银、硅为一维背栅设计了三种单晶硅结构的薄膜太阳能电池.利用时域有限差分法,在入射光为300nm^1100nm的波长段,计算了三种背栅材料的单晶硅薄膜太阳能电池单晶硅层的光吸收效率;利用计算所得到的磁场强度分布特点,分析了600nm以上波长段光吸收增强的机理.定义了归一化光吸收密度的概念,以定量衡量给定波段的光吸收效率.通过比较三种太阳能电池的归一化光吸收密度和短路电流密度,发现铝背栅比硅背栅和银背栅能更加有效地提高单晶硅薄膜太阳能电池的全波段光吸收效率.

微晶硅电池的制备及提高其效率的优化

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了不同硅烷浓度系列的微晶硅电池。结果表明:电池的开路电压随着硅烷浓度的增大而逐渐增加,而电池的短路电流则先增加后减小,在转折点电池的效率达到最大,填充因子则变化不明显;(220)择优取向出现,I(220)/I(111)比值大,电池的短路电流密度也大,电池的效率也最高;在实验的范围内,电池的短路电流密度和厚度成正比例关系;首次在国内制备出了效率达7.3%,短路电流密度(Jsc)为21.7mA/cm2,开路电压(Voc)为0.52V,填充因子(FF)为65%的微晶硅电池。

应变纤锌矿In_(x)Ga_(1-x)N/ZnSnN_(2)核/壳量子点太阳能电池的光电转换效率

在有效质量近似下,考虑晶格失配产生的应变影响对材料性质的调节,从理论上研究了应变纤锌矿In_(x)Ga_(1-x)N/ZnSnN_(2)核/壳量子点太阳能电池的光电转换效率、开路电压和短路电流密度随核、壳尺寸的变化关系,以及In含量光电转换效率的关系。数值计算结果表明:随着核尺寸的增加,开路电压随之增加,而短路电流密度与光电转换效率则减小;随壳尺寸的增加,开路电压单调递减,短路电流密度和光电转换效率则单调递增;光电转换效率随In组分增加单调递增。此外,应变会使得量子点带隙变大,从而导致开路电压增大,而光电转换效率和短路电流密度则减小。

CdTe-HgCdTe叠层太阳电池CdS窗口层透射光谱性能研究

CdS窗口层光谱透射率的提高对cdTe-HgCdTe叠层太阳电池有效利用入射太阳光并增大电池的短路电流密度有重要的影响。通过研究化学水浴法、近空间升华法和磁控溅射法制备的CdS薄膜在CdCl2退火前后的光谱平均透过率和短路电流密度损失表明：在光谱区520-820nm，化学水浴法制备的CdS薄膜在退火前后具有最高的光谱平均透过率，对应的CdTe顶电池有最小的短路电流密度损失；在光谱区820—1150和520-l150nm，磁控溅射法制备的CdS薄膜在退火前后均具有最高的光谱平均透过率，对应的HgCdTe底电池和CdTe-HgCdTe叠层太阳电池有最小的短路电流密度损失。在光谱区520—820、820—1150和520-1150nm，CdCl2退火可以显著增大cds薄膜的光谱平均透过率，降低对应CdTe顶电池、HgCdTe底电池和CdTe-HgCdTe叠层电池的短路电流密度损失。

光谱响应测试在多结型太阳能电池中的应用

针对目前在高效率多结型硅薄膜元件结构设计中各层短路电流无法测出的困难,该文探讨了光谱响应/量子效率光谱测试技术在这方面的应用。该项技术使电池各层在短路电流密度上达到最佳匹配从而改进制程,提高电池的效率。