《太阳能电池局部热点现象的多尺度预测》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-08-07
  • 光伏(PV)设备中的热点现象可能会抑制性能并导致不可抗拒的损坏。传统的研究主要集中在光伏组件的阴影或故障引起的热点,讨论系统故障。与此不同,本研究主要关注由于模块单元内不均匀发热引起的热点现象,这是由表面微结构,局部增强的吸收和不均匀的光浓度引起的。在本文中,细胞中的体积热量通过模拟光子,激发自由电子和晶格声子之间的相互作用而得到。并且发现了显着的发热不均匀性。基于3D热分布,进行电池温度的瞬态模拟。虽然非聚光光伏电池中的热点现象可以忽略不计,但在400×(1000×)高聚光光伏(HCPV)电池中,发现了显着的热点,??最大温差为68K(169K),当地最热点达到372K(491K)。更严重的是,在阴天或刮风的日子里,细胞可能会不断遮挡,导致热点区域的温度在数十微秒内变化很大且恒定。所有这些结果创造性地揭示了细胞内的局部热点现象可能显着抑制细胞性能并缩短寿命。

相关报告
  • 《美科学家首次以纳米精度检测太阳能电池》

    • 来源专题:标准化信息科学领域监测服务
    • 编译者:邓阿妹
    • 发布时间:2017-07-05
    • 6月9日,美国国家标准与技术研究院(NIST)利用两种新技术,首次以纳米级精度检测了广泛使用的太阳能电池的化学成分及缺陷的变化 。该研究成果发表在近期的《Nanoscale》期刊上。 NIST研究人员利用两种依赖原子力显微镜(AFM)的辅助方法,通过光诱导共振(PTIR)来测量太阳能电池样品从可见光到中红外线的宽波长范围吸收光的数量,从而在纳米级尺度得到太阳能电池的构成及其缺陷。另一项技术被称为扫描近场光学显微镜(dt-NSOM),该技术通过记录特定位置传输光的数量来捕捉太阳能电池的组成及缺陷的变化,从而形成详细的纳米尺度图像。研究表明,材料晶体排列的缺陷与其化学构成中的杂质相关,新技术能检测碲化镉样品中所谓的深层次缺陷的空间变化。这些缺陷引起碲化镉与其它半导体中的电子和质子(带正电荷的颗粒)重新组合而不是发电,这是导致太阳能电池无法取得理论成效的关键原因之一。 该研究成果具有广泛适用性,将有助于更好地了解太阳能电池的微观结构,并可能提出进一步提高太阳能光电转化效率的方法。
  • 《采用SCAPS仿真程序的新型超薄CIGS结构太阳能电池》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2017-08-16
    • 该研究报道了超薄黄铜矿Cu(In,Ga)Se(CIGS)太阳能电池的性能。提出了使用太阳能电池电容模拟器(SCAPS)的另一种ZnO / CdS / CIGS / Si结构。这种分析的主要思路是使用比传统CIGS便宜的材料提高设备效率。为此,添加了1μm的新层p-Si。已经使用了0.1-1μm范围内的各种厚度的CIGS吸收层。该研究结果表明,吸收层厚度的增加导致了新型CIGS太阳能电池性能的提高。发现最好的结构必须分别具有窗口层ZnO,缓冲层(CdS),吸收层(CIGS)和厚度分别为0.02,0.05,1和1μm的Si层。具有这些特征的电池具有21.3%的转换效率。目前的研究结果表明,新型超薄CIGS太阳能电池结构的性能参数与传统的CIGS太阳能电池结构相比具有降低的成本。