高效半导体太阳电池的优化设计及性能研究
发布时间：2021-01-18 06:39
目前,光伏发电面临的主要问题仍是如何有效降低发电成本。太阳电池作为光伏发电中最基础的单元,提高太阳电池的光电转化效率,减少半导体材料的用量是降低光伏发电成本的有效途径之一。开展高效太阳电池技术研究,开发新的电池材料和电池结构,一直是光伏领域的热点方向。在各类型太阳电池中,单晶硅太阳电池的研究最早,技术也最成熟,并以效率高、成本低、衰减小等优势一直占据着地面光伏电池较高的市场份额。此外,GaAs基III-V族三结太阳电池因光吸收系数大,光谱响应特性好等优势始终保持光电转化效率的领军地位,已然成为空间及地面聚光光伏电池的主流。本文主要致力于这两类太阳电池不同工作环境下的结构优化及性能研究,取得的主要成果如下:1.太阳电池计算程序的编译。基于太阳电池工作原理,利用Matlab编写了单结、多结太阳电池的模拟优化程序。在程序的算法设计上,既考虑了电池内部各参数、电池厚度等因素对量子效率影响的实际情况,又消除了暗电流计算中忽略空间电荷区复合电流的误差,以求更精确地模拟出太阳电池的实际工作情况。该程序可以根据材料的不同进行相应的参数调整,普遍适用于任何单结、多结化合物半导体材料电池器件结构的优化。2...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
006-201E年全球风电场装机容量及年增长量Fig.l-2Windpowerglobalcapacityandannualadditionsin2006-2016单位:G}
－？Ｆｉｇ．?１?－３?Ｓｏｌａｒ?ＰＶ?ｇｌｏｂａｌ?ｃａｐａｃｉｔｙ?ａｎｄ?ａｎｎｕａｌ?ａｄｄｉｔｉｏｎｓ?ｉｎ?２００６－２０１６??在各国政府的大力支持下，光伏发电产业迅猛发展。２０１６年，全球光伏新??增装机容量约为７３ＧＷ，其中，美国、日本、欧洲、印度分别为１４．］?ＧＷ、８．６??ＧＷ、６．９?ＧＷ及４?ＧＷ，仅中国新增装机容量为３４．５４?ＧＷ，占全球新增装机容??量的４７．３％，见图丨－４。全球光伏市场己由欧洲、日本等传统市场逐步转移到中??
阳电池应运而生。第三代太阳电池主要有叠层太阳电池、有机太阳电池、纳米??晶太阳电池、量子点太阳电池、以及聚光太阳电池等。这些电池在很大程度上??提高了太阳电池的转换效率。图１－５为美国可再生能源实验室（ＮＲＥＬ）?２０１７??年发布的１９７６－２０１７年间各类型太阳电池的最高效率记录［１７］。从图中可以看到，??截至２０１８年４月，染料敏化电池转化效率达到了?１１．９％，有机聚合物电池效率??也达到了?１１．５％，量子点电池效率更是高达１３．４％，比上年提高了?１．４个百分点。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间用倒装三结太阳能电池及其抗辐射性能研究[J]. 宋明辉,王笃祥,毕京锋,陈文浚,李明阳,李森林,刘冠洲,吴超瑜. 物理学报. 2017(18)
[2]Radiation Damage Analysis of Individual Subcells for GaInP/GaAs/Ge Solar Cells Using Photoluminescence Measurements[J]. 郑勇,易天成,王君玲,肖鹏飞,王荣. Chinese Physics Letters. 2017(02)
[3]基于分布式布拉格反射器结构的空间三结砷化镓太阳能电池抗辐照研究[J]. 常晓阳,尧舜,张奇灵,张杨,吴波,占荣,杨翠柏,王智勇. 物理学报. 2016(10)
[4]等效位移损伤剂量法预测GaInP2/GaAs/Ge三结电池在轨性能退化规律[J]. 吴宜勇,岳龙,胡建民,肖景东,陈鸣波,钱勇,杨德庄,何世禹. 航天器环境工程. 2011(04)
[5]薄膜太阳能电池异型布拉格背反射结构设计与制作[J]. 周舟,周健,孙晓玮,谈惠祖. 光学学报. 2011(07)
[6]GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的电子辐照损伤效应[J]. 胡建民,吴宜勇,钱勇,杨德庄,何世禹. 物理学报. 2009(07)
[7]GaN/InGaN异质结应变层临界厚度的研究[J]. 郑江海,林钧峰. 科技信息(学术研究). 2008(29)
[8]III-V族化合物半导体整体多结级连太阳电池——光伏技术的新突破[J]. 陈文浚. 电源技术. 2007(02)
[9]太阳能电池发展现状及展望[J]. 席珍强,陈君,杨德仁. 新能源. 2000 (12)
博士论文
[1]聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究[D]. 宋明辉.华中科技大学 2012
本文编号：2984478
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
006-201E年全球风电场装机容量及年增长量Fig.l-2Windpowerglobalcapacityandannualadditionsin2006-2016单位:G}
－？Ｆｉｇ．?１?－３?Ｓｏｌａｒ?ＰＶ?ｇｌｏｂａｌ?ｃａｐａｃｉｔｙ?ａｎｄ?ａｎｎｕａｌ?ａｄｄｉｔｉｏｎｓ?ｉｎ?２００６－２０１６??在各国政府的大力支持下，光伏发电产业迅猛发展。２０１６年，全球光伏新??增装机容量约为７３ＧＷ，其中，美国、日本、欧洲、印度分别为１４．］?ＧＷ、８．６??ＧＷ、６．９?ＧＷ及４?ＧＷ，仅中国新增装机容量为３４．５４?ＧＷ，占全球新增装机容??量的４７．３％，见图丨－４。全球光伏市场己由欧洲、日本等传统市场逐步转移到中??
阳电池应运而生。第三代太阳电池主要有叠层太阳电池、有机太阳电池、纳米??晶太阳电池、量子点太阳电池、以及聚光太阳电池等。这些电池在很大程度上??提高了太阳电池的转换效率。图１－５为美国可再生能源实验室（ＮＲＥＬ）?２０１７??年发布的１９７６－２０１７年间各类型太阳电池的最高效率记录［１７］。从图中可以看到，??截至２０１８年４月，染料敏化电池转化效率达到了?１１．９％，有机聚合物电池效率??也达到了?１１．５％，量子点电池效率更是高达１３．４％，比上年提高了?１．４个百分点。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间用倒装三结太阳能电池及其抗辐射性能研究[J]. 宋明辉,王笃祥,毕京锋,陈文浚,李明阳,李森林,刘冠洲,吴超瑜. 物理学报. 2017(18)
[2]Radiation Damage Analysis of Individual Subcells for GaInP/GaAs/Ge Solar Cells Using Photoluminescence Measurements[J]. 郑勇,易天成,王君玲,肖鹏飞,王荣. Chinese Physics Letters. 2017(02)
[3]基于分布式布拉格反射器结构的空间三结砷化镓太阳能电池抗辐照研究[J]. 常晓阳,尧舜,张奇灵,张杨,吴波,占荣,杨翠柏,王智勇. 物理学报. 2016(10)
[4]等效位移损伤剂量法预测GaInP2/GaAs/Ge三结电池在轨性能退化规律[J]. 吴宜勇,岳龙,胡建民,肖景东,陈鸣波,钱勇,杨德庄,何世禹. 航天器环境工程. 2011(04)
[5]薄膜太阳能电池异型布拉格背反射结构设计与制作[J]. 周舟,周健,孙晓玮,谈惠祖. 光学学报. 2011(07)
[6]GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的电子辐照损伤效应[J]. 胡建民,吴宜勇,钱勇,杨德庄,何世禹. 物理学报. 2009(07)
[7]GaN/InGaN异质结应变层临界厚度的研究[J]. 郑江海,林钧峰. 科技信息(学术研究). 2008(29)
[8]III-V族化合物半导体整体多结级连太阳电池——光伏技术的新突破[J]. 陈文浚. 电源技术. 2007(02)
[9]太阳能电池发展现状及展望[J]. 席珍强,陈君,杨德仁. 新能源. 2000 (12)
博士论文
[1]聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究[D]. 宋明辉.华中科技大学 2012
本文编号：2984478
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