重频激光对硅光电池响应特性的影响

由于半导体材料对温度敏感,当光电池受激光辐照而出现温度变化时,其光电响应输出特性会发生变化。以硅基光电池为研究对象,针对重频激光辐照对器件响应特性产生的干扰进行分析。从光伏器件的光生电动势原理出发,根据响应输出模型以及一维热传导方程,计算了激光辐照下,不同脉冲参数对光电池电压输出值的影响规律。结果表明:重频激光能够对光电池的正常工作产生明显影响,通过控制脉冲的能量,选择适当的脉冲宽度、脉冲间隔等参数,可以实现明显的干扰效果。

常见点缺陷对硅光电池响应特性的影响

研究了硅光电池中常见点缺陷对器件在激光辐照下的响应特性的影响。根据第一性原理建立了晶胞模型,比较了空位缺陷以及含Fe,Cu杂质状态下硅材料的态密度图,在此基础上分析了常见点缺陷对硅光电池响应特性的影响。由于半导体材料对温度敏感,当光电池受激光辐照而出现温度变化时,其光电响应输出特性会发生变化。从光伏器件的光生电动势原理出发,根据响应输出模型以及一维热传导方程,计算了1064nm激光辐照下,空位和金属杂质两种本征点缺陷对光电池响应特性的影响规律。结果表明:空位和金属杂质两种缺陷都能够改变硅材料的能带结构和响应特性。当激光辐照波长为1064nm,功率密度为4×10^(5) W/cm 2时,其中间隙原子为Fe时对材料的电子结构和光学性质的影响最大。此时材料吸收系数高达23952cm^(-1),且量子效率值最大,导致光电池响应最为强烈,输出电压最小。

基于FPGA的硅光电池微弱电流信号检测技术研究

硅光电池是一种基于光电效应将光能转化成电能的半导体器件,已得到广泛应用,但目前对其输出的微弱电流信号的检测方法却不够准确。文章提出一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)和多级精密运算放大的多通道硅光电池微弱电流信号检测方法,能够实现μA级微弱电流信号检测。通过实际项目运行测试,检测系统具有精度高、稳定性好等特点,可广泛应用于微弱电流信号和其他μA级电流精密检测场合。

太阳能硅光电池最大功率点跟踪算法的仿真及试验

目前,中国的太阳能光伏发电应用已渗透到工、农业生产的各个领域。由于太阳辐射的波动性和随机性,太阳能硅光电池的光电转换效率并未得到最大化利用,波动引起的系统运行状态的瞬时变化也容易对作业设备造成一定损耗。为解决这一问题,本研究选取常用的太阳能硅光电池为研究对象,提出一种基于扰动观察的太阳能硅光电池最大功率点跟踪检测算法并应用于太阳能发电装置,通过与传统工作方式进行对比试验,试验结果表明采用该方法电能输出功率提高11%,较好地抑制了电能输出的波动性。

硅光电池特性研究

为了研究硅光电池的特性,应用新的电学实验手段,借助光伏效应实验仪,对硅光电池的光电特性、伏安特性、负载特性作了初步的分析和研究,得到了硅光电池的开路电压、短路电流、内阻与光照强度的关系,以及衡量光电池性能优劣的重要指标填充因子,且发现一定光照下硅光电池对负载供电达到输出功率最大值时,负载阻值和该光照下硅光电池内阻相差不大。

薄面激光-硅光电池中小粒径种子流监测装置研制

针对油菜、小麦等中小粒径种子在播种过程中难以兼容监测的问题,该文采用光层厚度约为1 mm的薄面激光发射模组和硅光电池的光伏效应原理设计了一种中小粒径种子流监测装置。根据薄面激光模组发射角度与硅光电池对角线长度计算出种子监测区域大小以及监测区域的具体位置,明确了监测装置的导管内径、导管中心线位置、薄面激光发射模组与硅光电池的相对位置等结构参数。对种子穿越薄面激光层所需时间进行分析,油菜种子的穿越响应信号在3 ms以内完成,小麦种子的穿越响应信号在7 ms以内完成。对种子的穿越响应信号进行隔直通交、双级放大、半波整流、电压比较、单稳态触发转化为单脉冲信号,作为单片机外部中断源进行计数,获得播量信息,实现了中小粒径种子流无碰撞检测。油菜精量排种器台架试验和小麦数粒仪试验表明:在排种频率8.4～32.1 Hz范围内,油菜种子的监测准确率不低于98.1%,在排种频率21.5～31.2 Hz范围内,小麦种子的监测准确率不低于95.1%。田间播种试验结果表明:在田间正常排种频率范围内,油菜种子的监测准确率不低于98.6%,小麦种子的监测准确率不低于95.8%,光照条件、机具振动对监测精度无影响。

基于硅光电池S1087的温室大棚光强控制系统研究

研究了一套用于调节温室大棚光照强度的自动控制系统。以MSP430作为主要控制器件,设计的I/V转化电路可将硅光电池输出的微弱电流信号转化为电压信号;采用两个S1087组成差分放大电路,以有效抑制温度漂移;通过NRF905SE红外无线传输模块,可以准确地将现场测量数据发送给监测中心,并接收来自监测中心的控制命令。试验结果表明,项目设计的控制系统运行稳定,抑制温度漂移能力好,光照强度测量精度高、量程大,能够准确地远程传送数据,从而实现远程在线控制,具有较高的应用价值。

新型SINP硅光电池C-V/I-V特性及光谱响应的研究

在p型绒面晶硅上,采用磷的热扩散形成同质pn结、低温热氧化生长超薄SiO2层、射频磁控溅射沉积ITO减反射/收集电极膜成功制备了一种新型ITO/SiO2/np晶硅SINP结构光电池。高质量ITO薄膜的物相结构、光学及电学特性通过X-光衍射(XRD)、紫外-可见光透射、吸收谱(UV-VIS)以及霍尔效应(Hall effect)测量系统表征。并对新型SINP光电池C-V/I-V特性及光谱响应进行详细地分析、计算。结果表明,该器件在可见光波段具有光电转换增强的响应,适合于发展成为新型结构的太阳电池及光电探测器。

使用对比法研究硅光电池的特性

通过对两种不同面积硅光电池的测量,再加以运用Origin数据处理软件,对比分析了硅光电池暗态正向偏压的I-U特性、光照下的伏安特性,开路电压、短路电流以及光功率与光照强度的关系,并据此得出:短路电流与光照强度成呈线性增加,开路电压与光照强度呈非线性增加,且面积较大的硅光电池增速更快;在相同光照强度下,大面积硅光电池的短路电流、开路电压数值较大;光功率随光照强度的增速与硅光电池面积基本成正比。

γ吸收剂量率在线探测用硅光电池的电学性能研究

建立了一种γ吸收剂量率实时在线测量系统,研究了半导体硅光电池BBZSGD-4辐射光生电流和γ吸收剂量率之间的关系,并对其耐辐照性能进行了研究。60 Coγ辐照实验表明:半导体硅光电池BBZSGD-4对60 Co的γ射线有较好的响应,其辐射光生电流与吸收剂量率的关系呈线性规律。当吸收剂量率为94.54Gy/min时,辐射光生电流可达1.26μA。在吸收剂量率为50Gy/min时,辐射光生电流随总吸收剂量的增加呈指数下降,总吸收剂量为5 445.8Gy时,其辐射光生电流衰减1%。半导体硅光电池BBZSGD-4具有作为实时在线低吸收剂量率探测器的潜力。

基于电流型边界条件的硅光电池模拟的新方法

提出了一种模拟硅pn结光电池的新方法。基于电流型边界条件编程求解器件基本方程 ,获得符合实测条件的光电池短路电流。在此基础上 ,研究了衬底掺杂浓度对短路电流的影响。这一方法可用于作为探测器件的光电池的优化设计.

用四象限硅光电池和单片机实现太阳跟踪

描述了一种跟踪控制的实现方法.核心部件单片机通过预先计算的太阳位置进行跟踪,并通过四象限硅光电池校正位置量可能出现的误差.该系统与模拟系统相比仅增加了少量的低成本集成电路,具有精确度高、适应性好等特点.

综合研究性实验试题A:三基色LED和硅光电池的光电特性及色度综合实验

介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛综合研究性实验试题A的实验原理和试题内容,并给出了参考解答以及竞赛结果分析.综合研究性实验试题A为三基色LED和硅光电池的光电特性及色度综合实验,试题分为2部分:首先在未知硅光电池开路电压、光照度线性区间和LED电流与光功率关系的前提下,利用等效替代的方法研究硅光电池与LED的光电特性;其次区别于传统的色度学实验,根据红、绿、蓝LED中心波长和光电池的光强响应,调节三色LED电流,通过积分球匀光后得到给定的色坐标.试题考查了学生对物理基础知识的掌握、新知识的提取、实验方案的设计以及数据分析处理等能力,对物理实验综合能力有较高要求.

利用硅光电池测量硅单晶半导体材料的禁带宽度

以白炽灯为光源照射单晶硅光电池,测量在硅光电池前加不同截止波长的滤色片时的短路电流.通过短路电流和截止波长的关系,经拟合得到单晶硅材料的长波限,再利用半导体材料的长波限与半导体的禁带宽度Eg的关系,即Eg=hc/λ,计算得出其禁带宽度.

用硅光电池制作光功率计实验

介绍使用运算放大器以及硅光电池制作光功率计的原理以及制作的过程。实验涉及到运算放大器以及硅光电池光谱响应等基础知识。

硅光电池线性响应的改进

文章首先分析了硅光电池线性的响应实验的不足之处,然后用激光光源代替了传统的溴钨灯,并对先前的实验步骤加以改进,从而更方便地得到实验数据。

硅光电池中叠加原理的实验验证

在分析硅光电池的电特性时,一般认为光生电压等效于无光照时PN结的正向偏压,即有叠加原理成立。但未见有人对此作过实验验证,本文报道了对三种不同的硅光电池的测量结果,证明叠加原理基本是正确的,但也存在一些问题需要进一步研究。

硅光电池温度补偿方法的研究

结合沥青苯溶液浓度测试仪中温度补偿的实践 ,介绍 2CR系列硅光电池的温度特性 ,及三种对硅光电池温度补偿的方法 。

用四象限硅光电池和单片机实现太阳跟踪

描述了一种跟踪控制的实现方法.核心部件单片机通过预先计算的太阳位置进行跟踪,并通过四象限硅光电池校正位置量可能出现的误差.该系统与模拟系统相比仅增加了少量的低成本集成电路,却有精确度高、适应性好等特点.

硅光电池特性的研究

太阳能是一种新能源,对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。通过对太阳能电池的电学性质和光学性质的介绍,可以让学生更多地了解它的工作特性,联系科技开发实际,激发他们的想象力,对今后太阳能电池的开发研制起到积极推动作用。