直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能仿真与分析

直膨式太阳能光伏光热(photovoltaic-thermal,PVT)热泵是一种综合利用太阳能资源的新型高效技术。为探究不同环境条件以及系统配置方式对直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能的影响,基于能量平衡原理在Matlab平台上建立了系统的仿真模型,基于临港地区的环境数据,分析了各季节典型日下不同配置系统的热水供应性能以及发电增益的全年波动情况。结果表明,随压缩机理论输气量的减小,热水系统的性能系数(coefficient of performance,COP)有所提高,但所需的加热时间增加,系统的全年发电增益随理论输气量的减小而减小。

太阳能吸附空调的全性能实验研究及其应用

研究了不同工作条件对硅胶-水吸附机组性能的影响,例如热水进口温度、冷却水进口温度、热水流量、冷水出口温度等因素对吸附制冷性能的影响。在北纬36°41′地区进行应用,经过测量计算,在夏日典型晴天条件下,集热器平均效率为0.36,吸附制冷机平均COP(性能系数)为0.44,平均太阳能COP值为0.16。测量结果表明,机组性能受多种工作条件影响。机组制冷性能随着热水进口温度、热水流量、冷水出口温度、太阳辐射强度的增加而增加,而随着冷却水进口温度的上升而降低。当热水进口温度为79.0℃,冷却水进口温度为25.4℃,冷水出口温度为13.7℃,制冷功率为17.9kW,COP可达0.63。当热水流量为2124kg/h(名义热水流量为3400kg/h),热水进口温度为79.9℃,冷却水进口温度为30.2℃,冷水出口温度为15.3℃时,制冷功率12.7kW,COP为0.42。

太阳能光伏发电——中国低碳经济的希望

2010年上海世博园区安装了约5.2MW光伏发电系统,预示着太阳能光伏是低碳经济的希望。笔者展望太阳能光伏发电的未来,重新思考光伏发电在中国能源结构中的战略地位;建议把支持光伏发电的快速发展作为占领太阳能科技制高点,同时作为发展低碳经济的国策。

中国太阳能光伏发电面临的困难与前景

比较了中国与国际光伏发电的发展状况，分析了中国光伏发电所面临的五大困难，提出了克服这些困难的建议。表2参8。

“可再生能源与建筑集成技术研究与示范”项目——课题二/子课题:小型硅胶-水吸附太阳能空调研制及应用

引言 随着社会的发展．节能和环保问题越来越受到各国的重视。生态建筑强调利用可再生的自然能源．而少消耗煤、石油等矿物燃料。太阳能具有清洁安全、无需开采和运输等优点，迎合了生态建筑的理念，近年来引起了越来越多的关注。

非晶硅薄膜太阳能电池热模型的模拟与实验研究

为了研究柔性非晶硅薄膜太阳能电池(a-Si PV)在晴和多云天气下的温度值,基于能量守恒法建立了a-Si PV的光热模型,考察了各部分参数取值,编写了微分方程的求解程序,并设计研制了一套实验模型进行验证.实验结果表明:a-Si PV电池的温度受日照辐射强度的影响最为显著;安装角度和环境温度也在一定程度上影响a-Si PV的温度值;晴天时的温差大于多云天气下的温差.实测值与模拟值对比表明:该模型可以准确模拟PV温度在晴和多云天气下的变化;数值结果与实验结果最大差值为3.9°C,主要原因是多云天气日照辐射强度的波动性和PV材料热容引起的热响应时滞.建立的a-Si PV热模型考虑了主要的影响因素,可较为准确地得到在晴和多云天气下的温度变化.

一种新型太阳能半导体冰箱

研制了一种太阳能冰箱，采用太阳能电池板和热电制冷结合，实现了较好的冷藏效果。

常压化学汽相沉积TiO_x纳米光学薄膜及其用于太阳电池减反射膜的研究

报道了用常压化学汽相沉积 (APCVD)工艺制备TiOx 纳米光学薄膜的研究结果 ,讨论了衬底温度对薄膜结构及折射率的影响 ,实验验证了太阳电池对光学减反射膜的理论要求 ,优化了工艺条件 ,制备的TiOx 纳米光学薄膜性能稳定 ,大面积颜色均匀一致。采用该工艺制备的TiOx 减反射膜能使单晶硅太阳电池光电转换效率平均增加 10 %。

晶体硅太阳电池的氮化硅表面钝化研究

为了提高晶体硅太阳电池的光电转换效率 ,研究了用等离子增强化学气相沉积 (PECVD)的SiNx :H作为晶体硅太阳电池的表面钝化及减反射膜对电池性能的影响 ,并采用不同的工艺路线制备了不同类型的电池 .实验发现 :同SiNx :H比较 ,SiNx :H/SiO2 双层光学减反射结构对晶体硅太阳电池能起到更加有效的表面钝化作用 ,提高了太阳电池的光电转换效率 .基于界面物理 ,提出了一种新的能带模型 。

TiO_2/SiO_2双层减反膜在太阳电池上的应用

利用二氧化硅(SiO_2)对太阳电池表面的钝化作用,对传统的二氧化钛(TiO_2)单层减反膜进行了改良。基于理论模拟分析了光反射率随膜层(TiO_2/SiO_2)厚度变化规律,结合实验上SiO_2最佳厚度经验值,制备了晶体硅太阳电池(即TiO_2/SiO_2/Si),并和SiN_x/Si结构的晶体硅太阳电池相比较。分别测试了少子寿命、反射率、电性能参数等,结果表明这种改良后的TiO_2减反膜也可以取得很好的减反效果和钝化效果。镀有TiO_2/SiO_2双层膜与SiN_x减反膜绒面晶体硅片的积分反射率分别为4.9%和3.9%;使用以上两种不同减反膜制备的太阳电池的开路电压均可达到0.62V。可见这种TiO_2/SiO_2双层膜有望在将来的生产中得到具体应用。

纳米硅薄膜及纳米硅薄膜太阳电池

综述了纳米硅薄膜及纳米硅薄膜太阳电池的制备方法、结构特性、光电特性等 ,显示出其有重要的应用前景。迄今为止 ,最好的纳米晶硅薄膜太阳电池的光电转换效率已达 8.7%。

单晶硅太阳电池纳米减反射膜的研究

报道了用热喷涂工艺制备单晶硅太阳电池纳米减反射膜的研究结果 ,讨论了衬底温度对 Ti Ox 纳米减反射膜结构及折射率的影响 ,优化了热喷涂的工艺条件 ,并研究了 Ti Ox 纳米减反射膜对单体太阳电池效率的贡献。实验证明 ,用热喷涂工艺制备的纳米 Ti Ox 减反射膜可使 1 0 0 mm× 1 0 0 mm单体太阳电池的平均光电转换效率增加 8%～ 9%。

低成本选择性发射区太阳电池的制备和特性

运用Matlab软件,在电池能量损耗最小前提下,对选择性发射极(Slective Emitter,SE)电池的栅线间距和宽度进行了模拟计算.在理论计算指导下,在国产化设备的太阳电池生产线上,采用印刷技术实现选择性磷源涂覆和扩散,并制成电池,通过电化学测试、伏安曲线、量子效率(Quantum Efficiency,QE)等检测分析,初步发现,印刷涂覆的SE太阳电池输出特性优于常规工艺制备的电池,转化效率提高约1%.

面向下一代光伏产业的硅太阳电池研究新进展

以晶体硅为代表的第一代太阳电池和以非晶硅薄膜为代表的第二代薄膜太阳电池目前是光伏市场主流。第三代纳米结构太阳电池研发目标是在维持现有第二代薄膜电池沉积技术的经济性和环保性基础上显著提高电池性能及稳定性,进一步降低太阳电池的价格至每瓦0.5美元,甚至0.2美元及更低。笔者将简要综述近年来国际上面向下一代光伏产业的硅太阳电池研究新进展,内容集中在纳米硅薄膜叠层太阳电池、硅纳米线(包括轴向、径向和单根)太阳电池和基于多重激子效应的纳米硅热载流子太阳电池等三个方面。

硅纳米线太阳电池研究

随着对能源需求的不断增加，可再生能源尤其是太阳能越来越受到人们的重视，光伏应用作为太阳能利用的重要途径一直是研究的热点。近几年，具有半导体纳米线结构的太阳电池引起了人们的广泛关注，由于其独特的电子传输和光吸收特性，这种新型电池在提高电池的转换效率、降低生产成本等方面将可能成为很有发展潜力的太阳电池。

基于MACE的大面积单晶硅基纳微米结构阵列太阳电池研究

通过采用常温、简单、成本低且与产线完全兼容的金属辅助化学刻蚀方法(MACE),在太阳电池正面制备硅纳米线、硅纳微米复合结构以及硅倒金字塔等结构,并且采用不同的钝化方式对太阳电池正面和背面实施钝化,以期提高器件的光学和电学性能.结果表明,在原子层沉积(ALD)的氧化铝对单晶硅纳微米结构上,同时实现了最低的光学减反(1.38%)和最低的表面复合速率(44.72cm/s),基于该结构的n型太阳电池最高转换效率达到21.04%.同时,制备出了光电转换效率为20.0%,PECVD-SiO2/SiNx叠层钝化的标准太阳电池尺寸的p型硅基纳微米复合结构太阳电池器件.进一步研究显示为一种新型硅倒金字塔结构阵列,具备更优异的光电性能.这些基于MACE的纳微米结构阵列太阳电池显示出在新一代高效太阳电池方面的极强竞争力.

渐变带隙结构在Ⅲ-Ⅴ族太阳电池中的应用

在分析半导体带隙的渐变结构理论的基础上,研究了具有渐变带隙结构太阳电池的普遍规律和特点,采用AMPS软件结合相关试验参数对ⅢⅤ族的AlxGa1-xAs类太阳电池中渐变带隙结构进行了计算模拟,并与普通电池进行了对比分析.一方面,带宽的递增或递减构成的势垒可以形成附加电场,帮助少子收集,增加少子寿命;另一方面,渐变后的带隙会影响实际光谱的吸收效率,使得总的载流子产额以及可利用部分发生变化,总结出带隙的渐变结构对载流子实际产生、收集等情况有着多方面的调制作用.

氮化硅薄膜的快速热处理在太阳电池中的应用

研究了低温等离子体增强化学气相沉积(PECVD)氮化硅(SiNx)薄膜的快速热处理,发现一种能使硅片少子寿命(τ)显著提高的快速热退火工艺并对其机理和应用方法进行初步讨论.硅片在700°C、1 s的快速热处理下,τ提高200%左右,用PC1D——太阳电池模拟软件知其可带来0.54%的效率提高.同样的实验在已经扩磷的硅片上进行,少子寿命亦只提高55%.把上述研究和最新的激光烧穿接触工艺用于太阳电池,可使太阳电池效率有一定提高.

高效HIT太阳电池组件及其应用

介绍带本征薄层的非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(HIT)的结构特点。与常规晶体硅太阳电池组件相比,HIT太阳电池组件的单位面积发电量更高、高温时能发更多的电、制成双面组件能够利用反射光,发电量进一步提升。因此HIT太阳电池组件特别适合于分布式光伏电站。

利用电致发光技术快速测定晶硅太阳电池少子寿命

结合理论分析,讨论太阳电池电致发光的影响因素,提出利用电致发光技术来测定晶硅太阳电池的少子寿命。在完成测试定标后,对比目前普遍使用的微波光电导衰退法,对电致发光法测定单晶和多晶硅少子寿命进行实验验证。结果表明,电致发光测试方法能快速、稳定、准确地测定晶硅太阳电池的少子寿命。