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東莞市星火太陽(yáng)能科技股份有限公司

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室外溫度過(guò)高對(duì)太陽(yáng)能板發(fā)電效率的影響
返回列表 來(lái)源: 發(fā)布日期: 2020.07.31 瀏覽次數(shù):

光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心是太陽(yáng)能板。一個(gè)太陽(yáng)能電池能否工作良好,這涉及到太陽(yáng)能電池板的材料、結(jié)構(gòu)和外部條件等因素的影響。溫度是影響電池效率的一個(gè)重要外部條件。因此,本文對(duì)溫度如何影響電池特性進(jìn)行了理論研究,為電池的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)提供一定依據(jù)。

在電池工作溫度范同內(nèi),分別在250K,300K,350K下,計(jì)算轉(zhuǎn)化效率與帶隙的關(guān)系(Shockley-Queisser limit to efficiency),MATLAB模擬結(jié)果如圖2。


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2 不同溫度下的帶隙與轉(zhuǎn)化效率關(guān)系


由300K的SQ曲線(xiàn)可知,最佳的材料帶隙約為1.4eV,砷化鎵帶隙為1.42eV,在最佳帶隙附近,是高效太陽(yáng)能電池的理想材料。但使用最廣泛且技術(shù)成熟的材料是硅,硅的帶隙為1. 12eV,也較為理想,因此,我們選取硅材料研究溫度對(duì)太陽(yáng)能電池的影響。
實(shí)際的電池材料不可避免地存在著各類(lèi)型的缺陷,同時(shí)存在著一些雜質(zhì),如鐵、銅。這些缺陷和雜質(zhì)會(huì)引起附加勢(shì)場(chǎng),形成局域化的電子態(tài),使電子和空穴束縛存缺陷和雜質(zhì)周?chē)纬蓮?fù)合中心,引起電流和轉(zhuǎn)化效率的損失。這是真實(shí)太陽(yáng)能電池重要的一種復(fù)合過(guò)程,稱(chēng)為SRH復(fù)合(Shockley Reacl Hall recombination)。形成復(fù)合中心的因素眾多,無(wú)法精確表達(dá)它們的能級(jí)和態(tài)密度。在此,假設(shè)電池僅存在一個(gè)復(fù)合中心深能級(jí)且SRH復(fù)合僅存在于耗盡區(qū)。那么SRH復(fù)合電流可近似表示為[1]:


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式中,e為電子電量,W為耗盡層寬度,σ為俘獲截面,υth為電子熱速度,nt為復(fù)合中心密度,ni為本征載流子濃度。

光伏電站,太陽(yáng)能板最佳工作溫度為25攝氏度,夏天雖然峰值日照時(shí)間會(huì)比冬天長(zhǎng),但是因溫度過(guò)高也會(huì)對(duì)太陽(yáng)能板的發(fā)電效率有所影響。



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