高效太阳能电池关键技术研究

【摘要】： 随着化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度不断提高,寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种可再生清洁能源,并可持续利用,因此有着广阔的应用前景,光伏发电技术也越来越受到人们的关注。为了能使光伏产品得到普及,进一步提高效率、降低成本是光电池的发展趋势。提高太阳能电池转换效率,降低成本,关键是提高太阳能的利用率,而聚光太阳能电池能有效提高电池转换效率和降低成本,其中聚光器的设计和跟踪技术是该类电池在研究中要解决的关键技术。 本文在详细介绍太阳能电池工作原理、基本结构及主要特性的基础上,研究和设计了电池聚光系统中的聚光器。具体内容如下: (1)分析了太阳能电池的转换效率及影响因素,并研究了提高太阳能电池转换效率的主要技术,如减反射损失技术、减少载流子损失技术和减少光透射损失技术等。 (2)研究了几种典型聚光太阳能电池以及聚光器在太阳能电池中的应用,通过分析研究得出抛物面聚光器制造成本高,反射层易脱落等缺陷,菲涅尔透镜在太阳能电池应用中具有较好的性能特点。 (3)通过分析平板形线性菲涅尔透镜的光学效率,设计了柱面线聚焦菲涅尔透镜,并对该透镜在使用时电池位置的确定进行了计算推导。采用32cm×25cm点状菲涅尔透镜,型号为ZDS-10H数字照度计对菲涅尔透镜提高太阳能利用率作了相关实验,在视场角为0°时,单位面积上太阳能照度被提高了15.3倍,并且通过实验数据验证了菲涅尔透镜作为折射式聚光器可明显提高太阳能的利用率,但其聚光倍数随着光强的减弱而变小,随着太阳视场角的增大也明显减小,主要是透镜表面存在反射损失。 (4)针对抛物柱曲面镀银玻璃太阳能聚光器聚光不均匀、加工费用高及银反射层易脱落等三大缺陷,提出了一种用“多折面”代替“曲面”、用“镀银双层玻璃”代替“镀银玻璃”的新型抛物柱折面形镀银玻璃太阳能聚光器。 【关键词】：太阳能 聚光电池 菲涅尔透镜 折面聚光器
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1.绪论10-21
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.2 太阳能的特点及优势12-14
• 1.3 太阳能电池的分类和研究进展14-20
• 1.3.1 按材料分类14-18
• 1.3.2 按形态结构分类18-20
• 1.4 本文研究的主要内容20-21
• 2.太阳能电池基本知识21-38
• 2.1 太阳能电池原理及结构21-25
• 2.1.1 太阳能电池基本原理21-24
• 2.1.2 太阳能电池基本结构24-25
• 2.2 太阳能电池主要特性25-29
• 2.2.1 光谱响应特性25-26
• 2.2.2 伏安特性26-27
• 2.2.3 温度特性27-28
• 2.2.4 太阳能电池主要参数28-29
• 2.3 太阳能电池等效电路和效率分析29-37
• 2.3.1 太阳能电池等效电路29-30
• 2.3.2 太阳能电池转换效率的理论上限30-32
• 2.3.3 影响太阳能电池转换效率的因素32-33
• 2.3.4 提高太阳能电池转换效率的各种技术33-37
• 2.4 本章小结37-38
• 3.聚光高效太阳能电池研究38-52
• 3.1 聚光光伏技术的发展38-39
• 3.2 各种聚光太阳能电池39-44
• 3.2.1 平面结聚光硅太阳能电池39-40
• 3.2.2 垂直结聚光硅太阳能电池40-43
• 3.2.3 聚光砷化镓太阳能电池43-44
• 3.3 各种聚光器在太阳能电池中的应用44-51
• 3.3.1 聚光比44-45
• 3.3.2 反射式聚光器45-50
• 3.3.3 折射式聚光器50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 4.菲涅尔透镜太阳能聚光器研究52-64
• 4.1 菲涅尔透镜原理及特点52-55
• 4.1.1 菲涅尔透镜的光学原理52-54
• 4.1.2 菲涅尔透镜的特点及影响因素54-55
• 4.2 用于聚光太阳能电池的柱面菲涅尔透镜设计55-59
• 4.2.1 线聚焦透镜的光学效率分析55-56
• 4.2.2 柱面菲涅尔透镜的设计56-59
• 4.3 菲涅尔透镜提高太阳能利用率实验研究59-63
• 4.3.1 实验描述59-61
• 4.3.2 实验结果分析61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 5.折面形抛物柱太阳能聚光器研究64-69
• 5.1 折射面反射镜存在的主要问题64-65
• 5.2 折面形抛物柱聚光器设计及光路分析65-68
• 5.3 折面形抛物柱太阳能聚光器的特点68
• 5.4 本章小结68-69
• 6.总结69-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文74-75
• 致谢75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

低碳时代我国太阳能产业展望    曹东坡;

基于IGCT的逆变技术若干应用问题研究    何人望

船用太阳能电池板玻璃盖片光学性能损伤效应研究    赵亮亮

CuInS_2薄膜的电沉积制备及其光电性能的研究    邵婵

江南体育在线直播观看 发电控制技术研究    王东娇

高倍聚光光伏自动跟踪系统的设计    黄茜

单相光伏并网发电系统的仿真研究    吴迅

世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(上)    钱伯章;

《可再生能源法》:能源发展新动力    孔均仁

节能减排又一年    汤小林;

空间用平板形菲涅耳透镜的设计和光学效率研究    张明,黄良甫,罗崇泰,安栋梁,孙燕杰,王多书,郭俊涛

菲涅耳透镜对平行光的成像特性分析    张兰,严惠民,施柏煊,李彩凤

基于并联球面机构的太阳跟踪装置研究    张顺心,宋开峰,范顺成

太阳电池研究及应用    申树芳;刘伶俐;徐承天;

用于发电的太阳能聚光热管集热器    袁胜利 ,杨从明

θ_(max)较大时CPC装置的性质研究    雷桂林

太阳电池内部电阻对其输出特性影响的仿真    郑建邦;任驹;郭文阁;侯超奇;

江南体育在线直播观看 发电系统的研究    张化德

导电高分子材料研究进展    杨永芳,刘敏江

LabVIEW在染料敏化太阳电池测试系统中的应用    张玉香;陈双宏;翁坚;戴松元;

太阳电池及其发展方向    吕建;殷洪亮;

本征型导电高分子电磁干扰屏蔽材料研究进展    王杨勇,张柏宇,王景平

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

链式氧化制备SiO_2膜的研究    张松;席曦;王振交;唐宁;季静佳;李果华;

硅系太阳电池表面钝化技术比较    王涛;王正志;

太阳电池用Ge抛光片清洗技术的研究进展    赵权;

PECVD制备SiO_x-SiN_x薄膜的研究    韩培育;季静佳;朱凡;王振交;钱洪强;李果华;

超薄Ge单晶抛光片机械强度控制技术    赵权;杨洪星;刘春香;吕菲;张伟才;王云彪;

基于受抑全内反射原理的视读屏技术研究    汪洪波;明海;张静明;

复合抛物面聚光器(CPC)截短对其性能的影响    马鸣;郑宏飞;李家春;

太阳电池阵减应力环失效分析与改进措施    程保义;

碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料的温阻特性分析    鲁学林;王钧;徐任信;张联盟;

低成本太阳能级硅材料制备技术    张军;毛协民;傅恒志;

导电高分子聚苯胺的研究及其在导电塑料板中的应用    邵慧美;赵立群;亢萍;刘金鹏;

大型菲涅耳透镜的设计和制造    杨力;阴旭;陈强;伍凡;吴时彬;刘云喜;高平起;许全益;

辐射伏特效应同位素电池组阵可行性初步研究    王关全;胡睿;熊晓玲;张华明;杨玉青;魏洪源;高晖;刘业兵;

光伏发电实验设计探讨    白连平;张巧杰;

太阳能PV自力城市车技术    王成群;王风顺;阚彩云;郑轶涛;钱钧辙;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

导电聚苯胺和聚苯胺复合阳极材料的制备及电化学性能研究    黄惠

新型含邻菲罗啉聚合物及其金属配合物的设计合成与磁性能研究    郑人华

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

苯并噻唑类有机金属络合物的分子结构与光电特性的研究    许慧侠

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

太阳能有机朗肯循环中低温热发电系统的数值优化及实验研究    李晶

新型高分子信息存储材料的设计与制备    庄小东

聚苯胺纳米纤维的合成与应用    王杨勇

分布式发电微网系统暂态仿真方法研究    李鹏

沼气发电机冷却水预热沼气进料池系统的研究    康锡龙

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

两种含联吡啶配体单体的合成及其聚合反应尝试    杜昆鹏

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

户用光伏逆变电源系统研究    王恩

HIT太阳电池硅片处理及复合透明导电膜的研究    王淑珍

樟脑磺酸掺杂制备可溶性聚苯胺    袁程程

太阳电池I-V曲线测试系统和电极制备研究    冯炜光

单晶硅太阳电池扩散工艺和绒面制备的研究    潘峰

IGCT及IGCT变频器    李洪剑,王志强,余世科

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

大功率电力电子变流技术在钢铁工业中的应用    李崇坚;

IGCT器件制造中的阴极梳条成型技术    张明;

KIc 4000-45非对称型IGCT组件的研究    张明;戴小平;李继鲁;蒋谊;陈芳林;

IGCT及其门极驱动电路研究    张婵;童亦斌;金新民;

1100A/4500V逆导型IGCT组件的研究    张明;戴小平;李继鲁;蒋谊;陈芳林;

高压三电平逆变器中IGCT串联动态均压电路设计    白华;赵争鸣;胡斯登;易荣;袁立强;

中大功率变流技术的发展    钱照明;张帆;

基于IGCT的大功率变流器损耗及温升计算    董俞辉;李崇坚;李英杰;

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

硅基太阳能电池陷光材料及陷光结构的研究    王海燕

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

低温液相法制备三元硫属半导体薄膜的研究    石勇

电流型多电平变流器拓扑及其控制策略的研究    鲍建宇

化学法制备太阳电池用CuInS_2及ZnS薄膜材料    崔方明

基于IGCT的6kV高压变频器    李国栋

新型三电平高压变频调速关键技术及成套装备研发    刘健

基于DM642的印刷品图像检测    韩志强

太阳辐射全光谱模拟人工光源的实验研究    尉敏

光学玻璃的化学稳定性及防腐    卢宏炎

基于球面机构的太阳跟踪装置控制系统的研究    王涛

太阳能电池阵列模拟器的研究与设计    韩珏

PWM光伏逆变电源DC-DC电路及最大功率点跟踪技术的研究    周廷

基于DSP的矿井提升机变频调速系统研究    林雪岩

光伏发电自动跟踪系统    张嘉英

大范围太阳光线跟踪传感器及跟踪方法的研究    夏小燕

并网型单相光伏逆变器的研究    张洪亮

我国太阳能产业发展现状与发展路径研究    谷依露;

集群应用型太阳能热水系统控制器的设计    关健

光伏系统中最大功率点跟踪系统的研究    王敏

光伏发电最大功率点跟踪的研究    赵培仁

Cu(In,Ga)Se_2材料成分对其电池性能的影响    刘芳芳,何青,李凤岩,敖建平,孙国忠,周志强,孙云

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

太阳能电池研究和发展现状    毛爱华

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用    禹华军,潘俊民

一种新型的光伏逆变器控制方法    首福俊,黄念慈,窦伟

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统    赵宏,潘俊民

并网发电逆变系统孤岛检测新方法的研究    禹华军,潘俊民

有机光伏材料与器件研究的新进展    封伟,王晓工

光伏发电的最大功率跟踪算法研究    陈兴峰,曹志峰,许洪华,焦在强

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

多支路并网型光伏发电最大功率跟踪器的研究    陈兴峰

基于热释电传感器的人体移动检测系统的设计    毕丽君;孙红雨;肖燕霞;

被动型红外探测报警器研制    陈红英

~(60)Coγ射线辐射制备菲涅尔透镜    杨明成;朱军;陈海军;朱诚身;何素芹;宋红艳;

光学镜头、光学零部件    

太阳光泵浦固体激光器的设计    何建伟;赵长明;杨苏辉;赵彬;

大口径线视场菲涅尔准直透镜设计    李湘宁;

太阳能热声发动机热力性能的实验研究    李玉光;何雅玲;王新;沈超;

菲涅尔透镜间接阴影方法在自发光流场光学显示与测量中的应用    崔东明;冯海友;

家庭卫士——电子狗    张晓东

基于Zemax软件的大齿距等厚菲涅尔透镜的设计    徐欢;李湘宁;周果;

基于ZigBee的无线智能灯光墙控器的设计    黄剑龙;王忠峰;李力刚;王乐辉;

利用可编程LCOS空间光调制器制作PDLC菲涅尔透镜    王锋;戴海涛;何兵;刘建华;徐克璹;

Pt/TiO_2粉末的结构和性能    刘秀华;

LED光源的片状透镜设计方法    周士康;王鹰华;程德诗;

LCOS(Liquid Crystal on silicon)相位空间光调制器及其应用研究    徐克璹;戴海涛;王昕;邢中菁;

TiO_2/CdS复合半导体光催化剂降解甲基橙实验    周秀文;朱祖良;赵君科;

高效太阳能电池自动跟踪系统    

In(OH)_yS_z固溶体的水热制备及其可见光光催化活性的研究    董窕窕;李朝晖;王绪绪;付贤智;

贵金属元素掺杂TiO_2光催化剂    刘秀华;

聚焦纹影景深的探讨    吴文堂;叶继飞;蒋冠雷;

推广太阳能 不能因噎废    刘效江

新材料让太阳能利用率倍增    王心见

保定加快“太阳能之城”建设    记者 雷汉发通讯员 宋涛

太阳能路灯照亮海宁农村    记者　 陶克强 通讯员　 钱志达

推动全市发展的战略决策    本报评论员

我省目前太阳能利用率偏低    记者 官蕾

保定打造“太阳能之城”    郭红雨　王晓东 李芙蓉

“阳光岛”为何不爱太阳能    苏婧郑玮娜

西藏自治区太阳能利用率大幅提高    王一娟

北京太阳能利用接近于零    本报记者　张向永　实习生　彭慧

太阳能高倍聚光能量传输利用理论及试验研究    韩延民

高活性纳米TiO_2的合成、表征及可见光催化性能研究    唐培松

辐射热力学的基础理论及其应用研究    莫松平

配位转化法制备纳米MS（M=Cd，Zn）原理、动力学及其光催化CO_2还原性能    刘引烽

二氧化钛基复合光催化材料的制备及其性能研究    王文广

二元光学的组件设计技术与实现方法研究    陈敏

采用腔体吸收器的线聚焦太阳能集热器的理论及实验研究    翟辉

多波段光催化协合材料    颜学武

高效太阳能电池关键技术研究    姚叙红

基于菲涅尔透镜的LED射灯配光设计    祝华

菲涅尔透镜及复合抛物面聚光器的设计与研究    姜磊

菲涅尔透镜的加工工艺研究    海大鹏

用于光声成像的二元声学声透镜的研究    李凌燕

新型菲涅尔透镜模板数控加工技术研究    汪小云

建筑太阳能利用的适应性与湖州地区的应用探讨    诸亚珺

菲涅尔透镜聚光型太阳能电池光电/光热综合利用性能研究    张翼中

基于聚光型光伏模组的光学系统结构设计    李望

主动式太阳跟踪及驱动系统研究与设计    任松林