光热太阳能电池

【摘要】：由于太阳能电池在工作时很多能量变成热能损耗掉,为了更有效的利用起太阳能中的能量,本文尝试将太阳光电转换和热电转换结合起来,提高太阳能利用效率。本文的主要工作是研究如何将温差半导体发电材料和太阳能电池结合,通过热电联产的方式提升传统光伏太阳能电池的发电效率。 首先,我们制作了实验测试用的热电测试仪器；接着,使用ANSYS有限元软件对材料和器件的热力学性能进行了模拟,确定最佳的热耦合层材料；然后,通过温差半导体发电材料的晶粒直接镶嵌在硅基太阳能电池片上的方式,制作了光热太阳能电池片,并优化设计以期实现更加有效的光热联产组件；最后测量了光热太阳能组合器件的户外光热发电效率,在合适的冷却下可以实现光热互补发电。虽然,在实际的制作过程中仍然有很多待解决的问题,但这种光热组件在提高太阳能利用的具有重要意义。 【关键词】：光伏发电 温差发电 光热联产 光热太阳能电池
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 光伏太阳能电池的发展9-11
• 1.3 温差发电材料的发展11-13
• 2 光热太阳能电池及其原理13-25
• 2.1 光伏太阳能电池及其原理13-18
• 2.1.1 光伏太阳能电池的原理13-14
• 2.1.2 光伏太阳能电池的分类14-16
• 2.1.3 光伏太阳能电池的基本参数16-18
• 2.2 温差发电材料及其原理18-23
• 2.2.1 温差发电的历史18-19
• 2.2.2 温差发电的原理19-20
• 2.2.3 温差发电材料的分类20-21
• 2.2.4 温差发电器件的应用21-23
• 2.3 光伏温差联合发电原理23-25
• 3 实验测量装置制作与测试25-33
• 3.1 实验测试装置的设计原理25-26
• 3.2 实验装置设计与测试26-32
• 3.2.1 加热模块26-29
• 3.2.2 冷却模块29-31
• 3.2.3 整体装置31-32
• 3.3 装置使用简介32-33
• 4 热场分布的有限元模拟33-42
• 4.1 ANSYS有限元软件的介绍33-35
• 4.1.1 有限单元法的基本思想33-34
• 4.1.2 ANSYS热分析常用几种单元介绍34-35
• 4.2 温差发电模块的热力学有限元模拟35-42
• 4.2.1 温差发电模块模拟概述35-36
• 4.2.2 ANSYS软件模拟计算36-41
• 4.2.3 模拟结果讨论41-42
• 5 光热太阳能电池42-46
• 5.1 制作原理42-43
• 5.2 结构设计和工艺实验分析43-46
• 5.2.1 绝缘层的制作43-44
• 5.2.2 温差发电层的制作44-45
• 5.2.3 各器件层的封装整合45-46
• 6 光热联合发电的热电特性测量46-53
• 6.1 硅太阳能电池的温度特性46-47
• 6.2 温差发电片的热电特性47-49
• 6.3 光伏发电和温差发电联合发电特性49-53
• 6.3.1 实验预测49-50
• 6.3.2 实验测量50-51
• 6.3.3 实验讨论51-53
• 7 结论53-54
• 参考文献54-56
• 作者简历56-58
• 学位论文数据集58

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