太阳能级晶体硅材料发电性能评价

【摘要】：21世纪以来,全世界各国经济与科技得到了迅猛发展,随之而来的则是能源需求的持续增长,煤、石油等传统能源已经不能保证可持续发展。因此,太阳能成为替代传统能源的主要新能源之一。我国自从2009年实施“金太阳”工程以来,太阳能光伏发电得到蓬勃发展。截止2011年底,累计实现装机容量达3GW,按照“十二五”规划设计,预计到2020年累计实现装机总量为30GW,增长约10倍。 晶硅太阳能电池作为太阳能光伏行业的主要原料,占据约70%以上的市场份额。因此晶硅行业得到蓬勃发展,逐渐成为太阳能光伏行业的主力军,同时也为清洁能源行业的发展,缓解全球能源短缺等问题提供很好的解决办法。目前,常见的晶硅太阳能电池制备方法主要有西门子法、硅烷法以及流化床法等,但上述方法投资高,耗能大,同时也产生一定的环境污染问题。在此背景下,低成本、低耗能的冶金法制备晶硅太阳能电池得到了迅猛的发展。西门子法与冶金法晶硅太阳能电池都在晶硅太阳能电池行业得到重要的应用推广,但是对于晶硅太阳能电池的发电性能定性分析以及两类电池的定量分析研究,尚未进行深入开展。 因此,本文将从以下内容开展实验与分析讨论：分析不同太阳光辐照量对太阳能级晶硅材料(单晶硅与多晶硅太阳能电池)发电性能影响；分析不同温度条件对单晶硅与多晶硅太阳能电池发电性能影响；通过定性实验分析晶硅太阳能电池发电性能的主要参数：开路电压Voc、短路电流Isc以及填充因子FF等参数的模型；最后由定量分析冶金法与西门子法单晶硅太阳能电池单体的发电性能主要参数,并计算两类单晶硅太阳能电池单体的温度系数。 通过研究,得到以下结论：单晶硅与多晶硅太阳能电池受不同外界环境因素(如光照、温度)影响,发电性能变化明显。恒温与恒光照条件下,单晶硅与多晶硅太阳能电池发电性能参数变化规律基本一致。户外实际测试条件下,光照强度对晶硅太阳能电池温度产生影响,此时晶硅太阳能电池发电性能受光照与温度综合影响。开路电压V。。可以作为衡量晶硅太阳能电池发电性能的主要标准。冶金法与西门子法晶硅太阳能晶硅电池的温度系数有差异等。 【关键词】：太阳能级晶硅 发电性能 温度系数
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-25
• 1.1 立题背景9-11
• 1.1.1 太阳能电池发展现状9
• 1.1.2 我国光伏产业的发展前景9-11
• 1.2 太阳能级晶体硅材料11-16
• 1.2.1 化学法制备太阳能级硅材料11
• 1.2.2 冶金法制备太阳能级多晶硅11-13
• 1.2.3 其他制备太阳能级硅材料方法13-16
• 1.3 晶硅材料发电性能16-20
• 13.1 晶硅材料光伏效应16-18
• 1.3.2 晶硅材料发电性能的内部影响因素18-20
• 1.4 晶硅材料电池制备工艺20-23
• 1.5 本文研究的主要目的及内容23-25
• 2 实验原理与实验方法25-35
• 2.1 晶硅电池表面辐照量计算理论基础25-26
• 2.1.1 太阳光入射角度理论计算25
• 2.1.2 倾斜表面太阳辐照量理论计算25-26
• 2.2 光照与温度对晶硅材料电池性能影响原理26-27
• 2.2.1 光照对晶硅材料电池性能影响原理26-27
• 2.2.2 温度对晶硅材料电池性能影响原理27
• 2.3 实验设备及测试方法27-34
• 2.3.1 实验设备28-31
• 2.3.2 实验测试原料31-33
• 2.3.3 实验步骤33-34
• 2.4 实验技术路线34-35
• 3 晶体硅太阳能电池发电性能定性研究35-48
• 3.1 概述35
• 3.2 光照对晶硅太阳能电池发电性能影响35-41
• 3.2.1 光照影响晶体硅电池输出特性35-38
• 3.2.2 光照对晶硅太阳能电池输出性能影响38-41
• 3.3 温度对晶硅太阳能电池发电性能影响41-47
• 3.3.1 温度影响晶体硅电池输出特性41-45
• 3.3.2 温度对晶硅太阳能电池输出性能影响45-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4 晶硅太阳能电池发电性能定量研究48-62
• 4.1 晶硅太阳能电池发电性能定量分析意义48
• 4.2 多晶硅太阳能电池发电性能48-52
• 4.2.1 多晶硅太阳能电池光照-功率输出关系特性48-50
• 4.2.2 冶金法多晶硅太阳能电池输出特性50-52
• 4.3 单晶硅太阳能电池单体性能52-61
• 4.3.1 短路电流I_(sc)与开路电压V_(oc)52-55
• 4.3.2 输出功率P_m与转换效率η55-57
• 4.3.3 内阻R_s、R_(sh),与填充因子FF57-61
• 4.3.4 温度系数61
• 4.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-68
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况68-69
• 攻读硕士学位期间授权及申报的专利情况69-70
• 致谢70-71

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