太阳能建材技术的研究与开发(Ⅰ)——光伏屋顶热性能的调查

为了对综合利用生态能源技术进行研究和发展 ,上海交大太阳能研究所建造了JD - 0 1号生态能源房。根据在大规模应用中节省建材和施工费及追求建筑美观的意图出发 ,实验性地开发了太阳能屋顶一体化技术。为了调查太阳电池组件作为建筑模块使用时其背面温度的上升规律及对太阳电池性能的影响 ,供今后设计类似系统时参考 ,实际测定和讨论了太阳电池背面温度与太阳辐照度、环境温度的关系 ,结果表明有自然通风通道的光伏屋顶的温度特性与支架布置型太阳电池方阵基本相同。

太阳能建材技术的研究与开发——光伏屋顶一体化技术

上海交大太阳能研究所建造了JD—1号生态能源房。从在大规模应用中节省建材和施工费及追求建筑美观的意图出发，实验性地开发了太阳能屋顶一体化技术。本文主要通过实际测定结果讨论采用光伏屋顶一体化技术后对太阳电池输出电压的影响，供今后设计类似系统时参考。

太阳能光伏发电之未来

2007年中国和世界太阳能光伏发电在技术、产业、市场和资源等方面都取得了新的进展;展望太阳能光伏发电的未来,应当重新审视光伏发电在我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和实施大规模应用作为应对当前和今后国际能源涨价的国策。

晶体硅太阳电池电致发光的研究

基于辐射复合理论,建立晶体硅太阳电池电致发光强度的数学模型,从所建立的数学模型出发,理论上计算电致发光光谱,分析电致发光强度与正向偏压、少数载流子扩散长度之间的关系并与实验结果相比较。

光谱及太阳电池各参数与填充因子之关系

以单指数太阳电池模型为基础,引入Lambert's W函数,给出太阳电池I-V的显函数关系。分析了不同光源的光谱差异对填充因子FF的影响,并将其转化为光强P对填充因子FF的影响。同时利用该显函数关系,就太阳电池各个参数对填充因子FF的影响进行了理论计算与分析,并与实验结果相比较。

温度对多晶硅太阳电池性能影响的研究

对商业用冶金级和太阳能级多晶硅太阳电池不同温度下的性能参数做了分析,验证了太阳能级硅电池的性能优势。实验结果表明,随着温度T的升高,开路电压V_(oc),最大输出功率P_m,转换效率η近似线性下降,短路电流I_(sc)近似线性上升,填充因子FF的实验值和理论值变化趋势一致,当T>40℃时,FF随T升高明显下降。对开路电压V_(oc)随温度T升高的线性下降速率dV_(oc)/dT进行定量分析。dI_(sc)/dT变化量与dV_(oc)/dT相比可以忽略。

p型晶体硅异质结太阳电池光电特性模拟研究

利用AFORS-HET软件模拟以p型晶体硅为衬底的异质结太阳电池的特性。太阳电池的基本结构为:TCO/n-a-Si∶H/i-a-Si∶H/p-c-Si/Ag,通过改变电池材料的特征参量,分析电池输出特性随相关参量变化的规律。结果表明,与ITO相比,以ZnO为透明导电极的电池在短波光和可见光波段光谱响应更强,短路电流密度和电池效率更高。此外,在所建立的电池模型中,限定掺杂型非晶硅层的厚度为10nm,改变本征非晶硅层厚度,模拟研究找到了电池的短路电流、开路电压、填充因子及光电转换效率随本征层厚度变化的规律和最优值,通过模拟研究发现有背场的双面电池比无背场电池的开路电压增加4.8%,最高转换效率达21.25%。

SiN_x烧穿工艺下硅太阳电池结构研究

介绍了在全国产设备构成的中试线上开展的高效单晶硅太阳电池研究工作,并制备出了最高转换效率 达15．7％的单体电池(面积103×103mm2)。实验采用PECVD方法制备SiNx减反、钝化薄膜,并采用正背面电极 一次金属化烧结技术,同时完成氮化硅薄膜烧穿工艺。实验还研究了PECVD硅烷与氨气流量比对SiNx钝化、光 学和保护性质的影响。分析了氮化硅薄膜及简化新工艺与提高太阳电池效率的关系。实验最后采用化学染色法 测量了太阳电池的p-n结结深,结果表明该太阳电池的p-n结为0．25μm的浅结,直接证明了SiNx薄膜对p-n结有 良好的保护作用。

化合物薄膜太阳电池研究发展现状

随着原油储备的消耗，油价、电价的持续上升，以及石油燃料引起的气候问题，人们对可持续能源的需求变得十分迫切，利用太阳能来发电无疑是世界未来能源的理想选择。美国能源部曾经做过估算，如果将美国地面全部铺满薄膜太阳电池，就能满足美国能源的需求。近年来太阳能光伏发电技术发展迅猛，

太阳能发电前途洒满阳光

2007年,中国跃升为世界太阳电池第一生产大国,在世界前16位太阳电池生产商中中国有6家!但世界光伏市场的分布却有很大不同,德国光伏市场占世界市场份额的51%,而中国仅占0.57%。面对常规能源的日渐枯竭,国际油价的急速飚升,以及人类对清洁能源和环境保护的重视,中国这个发展中的大国,对能源的需求将是非常巨大的!而取之不尽、用之不竭的绿色能源——太阳能发电,究竟何时才能"飞入寻常百姓家"?

基于Matlab的图像处理技术识别硅太阳电池的缺陷

针对硅太阳电池缺陷的检测问题,利用非接触红外检测方法,通过CCD相机获取硅太阳电池的电致发光图像,利用Matlab软件对缺陷部位图像首先进行预处理,然后进行图像分割、特征提取和图像识别,最后判断检测的硅太阳电池的缺陷.结果表明,该方法能够有效识别硅太阳电池的缺陷.

基于LED的标准太阳光谱灯拟合算法

在测量领域中需要使具有高稳定性及良好光谱匹配性的人工模拟太阳光谱标准灯.本文提出一种基于多种不同峰值波长LED光源的方法来准确模拟AM1.5的光谱分布.以最小二乘法和高斯分布数学模型为基础,在理论上实现了非均匀间隔峰值波长的光谱拟合,从而指导LED的种类选择及其所需的驱动电流值,并通过实验论证其可行性.结果表明:在300～1100nm的范围内,使用较少LED种类的情况下,此方法光谱失配误差小于±2.76%.此算法可精确地分辨标准太阳光谱AM1.5的吸收谷,且应用于AM0的拟合时获得小于±1.67%的光谱失配度.在工程实践中,该算法对快速、准确获得标准太阳光谱灯具有良好的指导意义.

多晶硅太阳电池表面化学织构工艺

用化学腐蚀方法织构多晶硅片的表面 ,利用SEM分析了化学腐蚀后多晶硅片表面状态 ,通过反射谱的测试 ,分析了多晶硅片表面陷光效果。结果表明酸溶液腐蚀的硅片表面相对平整 ,有均匀的腐蚀坑 ,反射率很小。在没有任何减反射膜的情况下 ,在 5 0 0～ 10 0 0nm波长范围内 ,反射率在 16%以下 ,有较好的表面陷光效果。而用碱溶液和双织构腐蚀方法得到的多晶硅表面陷光作用都不很理想 ,反射率高于酸溶液腐蚀硅片 。

基于神经网络算法的太阳模拟器光均匀性优化设计

提出一种把人工神经网络和光学仿真软件相结合的太阳模拟器光均匀性优化设计方法。首先由光学软件仿真一组不同结构参数的模型,然后让神经网络通过学习这些仿真数据来寻找模型的结构参数和检测平面辐照均匀性的复杂非线性关系,并预测辐照均匀性最优时的模型结构参数,再用仿真软件进行验证。基于此方法,对一个短距离大面积的太阳模拟器模型成功进行了优化仿真,使其辐照非均匀度满足A级标准。结果表明:此方法能有效解决太阳模拟器设计周期长、调试困难、试验成本高的问题,对解决同类工程问题亦具有一定的研究价值。

A级太阳模拟器的光谱校正

提出一种太阳模拟器光谱校正滤光膜的设计方法:通常的太阳模拟器利用高压脉冲氙灯模拟太阳光,但脉冲氙灯的线谱较强。该文用 Macleod 薄膜设计软件对所需膜系进行理论设计与分析,给出理想膜系的理论滤光结果,并进行实际镀制,用八棱柱管代替圆柱管做基片以降低成本,实测结果表明模拟效果很好,达到 A 级太阳模拟器标准。

用开路电压法测硅太阳电池中少数载流子寿命

太阳电池基区的少数载流子寿命是影响电池效率的重要因素之一。开路电压衰减法 (OCVD)具有直接、简单、重复性好等特点 ,可准确测量器件的少数载流子寿命。该文分别介绍了利用纳秒激光器和发光二极管 (LED)作为OCVD的光源 ,测量晶体硅太阳电池的少子寿命 ,结果发现可以利用脉冲信号发生器带动发光二极管作为脉冲光源 ,取代纳秒激光器 。

硅片在HF/HNO_3/H_2O体系中的腐蚀速度

研究了硅片在富硝酸的HF/HNO_3/H_2O体系中的腐蚀规律。随着腐蚀反应的进行,反应分5个阶段,在开始的5min内硅片腐蚀量较大,然后反应速度经历了下降、上升、下降再迅速下降的过程,最终达到稳定阶段。另外,随着反应时间的延长,反应温度先上升到达最大值,然后逐渐下降,溶液中氟离子浓度不断减小,反应速度随时间的变化规律是腐蚀生成热、体系与外界热交换以及溶液中氟离子浓度共同作用的结果。

独立光伏系统最佳倾角计算新方法

对于有均衡或非均衡负载的独立光伏系统,在计算最佳倾角b时,可先计算出不同倾角下各月倾斜面上的辐射量占该倾角下全年总辐射量的比例以及各月负载耗电量占全年总耗电量的比例。将以上两种比例进行比较,取使得各月辐射比例与负载比例最匹配的倾角为最佳倾角。匹配程度可用最小二乘法计算。文章辐射数据使用上海市1961-1980年的太阳光辐射月平均数据,对均衡及非均衡负载计算了最佳倾角,并做了分析。

超声雾化喷涂工艺及优质二氧化锡透明导电薄膜的研究

报道了采用超声雾化喷涂工艺沉积优质掺杂二氧化锡透明导电半导体薄膜的实验成果 ,选用氟作为掺杂元素 ,通过改变掺杂量和工艺参数 ,可控制薄膜的方块电阻在 1 0 Ω/□以上的范围内变化 (40 0 nm膜厚 ) ,掺氟离子二氧化锡为 n型导电半导体 ,高浓度掺杂的二氧化锡薄膜光学透过率为 87%～ 90 % (采用 550 nm单色光源测透过率 )。用 X射线衍射及扫描电子显微镜分析 ,可获得该薄膜材料的微结构、表面形貌以及薄膜组成、掺杂百分含量。该成果为大规模生产优质二氧化锡透明导电薄膜 ,提供了有效、简单的方法和装置。