单结聚光太阳能电池性能检测分析【字数：8951】
摘 要太阳能以一种更为友好更为便捷的新型能源形式出现在人们的视野里，而随之而来的是传统能源的不断枯竭，虽然太阳能取之不尽用之不竭，在新型能源中占了十分重要的位置，而且新型能源这一领域在不断发展。并且，太阳能凭借着能流密度低，清洁等优势，太阳能聚光器也随之产生。聚光电池[1]是一种降低太阳能电池利用总成本的光电仪器，将不同的聚光器组合构建[2]，将大块面积的太阳光光线聚集在一个下相对比较小的区域之中，从而形成“焦斑”或“焦带”这一现象，然后将太阳能电池放置在这以区域之中，吸收光强度得到加强。现如今的太阳能电池技术中，砷化镓聚光太阳能电池有更高的转换效率，制作成本低，并且具有更广阔的的发展及应用前景。本文研究了一种在单结聚光下，通过理论说明了采用砷化镓光伏电池转换效率的可行性，并利用先进的光学软件设计一套线性聚光的光伏测试的系统[3]，以便实现在单结聚光下可以连续变化测量，从电流-电压转换效率曲线这一方向进行实验分析，从而得到砷化镓太阳能电池的电学特性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2聚光光伏的国内外发展趋势及研究意义 1
第二章 研究聚光太阳能电池发电系统的理论 3
2.1单结聚光光伏技术的特点 3
2.1.1聚光提高光电转换效率 3
2.1.2聚光减少电池消耗 4
2.2单结聚光电池测试设备 4
2.2.1光源模拟器 4
2.2.2数字源表 6
2.2.3数据采集仪以及电源表 6
2.3聚光组件部分的原理分析 6
2.3.1聚光光路原理及分析 6
2.4砷化镓太阳能电池电学原理 7
第三章 单结聚光太阳能电池性能检测分析 9
3.1砷化镓电池的IV曲线测量 9
3.2单结聚光太阳能电池特性的测量流程 9
3.3聚光太阳能电池电学特性 9
3.3.1数字源表的设置 9
3.3.2砷化镓太阳能电池测试 10
3.4本章小结 11
结束语 12
致 谢 13
参考文献 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
第一章 绪论
1.1课题研究背景及意义
太阳能电池作为利用太阳能的一种重要途径，太阳能电池的研究在以后的发展中将会占主导地位。太阳能电池是指利用光伏效应这一现象，直接将光能转换为电能的一种清洁电池[4]。
由于不断使用一次能源，并且使用规模在不断扩大，从而导致了地球资源的枯竭，甚至消失殆尽，并且对地球生态环境以及生活环境的污染产生了严重的影响，尤其是大气污染的问题日渐严重。而现如今，传统的发电模式，浪费资源的同时，有害物质也在发电过程中产生扩散到生态环境中，人类的身体会出现一系列的不良反应，地球生态环境也将会有持续不断的污染，所以人们将需要寻找更安全更环保的清洁能源和发电技术来满足日常所需。在新能源的发展过程中，一种能够高效并且环保的太阳能电池呈现在人类面前。迄今为止，太阳能电池以一种更为清洁环保的绿色能源公之于众，同样的，在未来的新型能源的发展中也是重中之重，并且在未来的市场和领域中也将起到了至关重要的作用，为地球生态环境奉献出更多的力量。
至今，太阳电池这一领域中的产业在不断发展，其中包括了单晶硅太阳能电池、半导体化合物电池等。在此期间，光电转换过程中，单晶硅电池的转换效率是最高得，但因为硅电池消耗大，对纯度的要求很高，并且制备工艺复杂，制备成本也很高，这一原因阻碍了硅电池的制造以及应用。人类为了谋求更高效的更便捷的电池以及更高效率的的利用，人类不屑努力研发、发展和改进，GaAs、CdTe 等半导体化合物太阳能电池成为太阳能电池的新宠，因为它们成本低、效率高并且制备工艺相对比较简单的优势，成功得到人类的青睐。同时人们更是将聚光光伏技术与化合物的发电特性结合在一起，并且促进了聚光型太阳能电池的发展，并将其优良的特性放大应用，从降低成本以及综合发电效率的角度出发，人们研究出更多适合现代生活所需的、低成本、高效率的聚光太阳能电池，为我们谋取了更大的生活便利，为地球环境贡献。
1.2聚光光伏的国内外发展趋势及研究意义
电能是当今社会发展和经济建设的重要保障，同时电能的应用广泛也会导致全球范围内的电力供应不足的现象，而现如今这种现象在不断扩散扩大。从2013年年初开始，PM2.5这一词汇成为热词，雾霾等恶劣的环境已经影响到我国的绝大多数的城市，而到2014年又随之加重加大。能源短缺，环境污染，跟是让新能源的出现以及使用方式得到最大程度上的支持，大力发展和普及太阳能、风能等清洁能源成为社会经济发展的主要任务。
光伏发电技术[5]在不断推动，为了改变以一次能源化石能源为主的能源结构，将能源短缺以及环境污染等影响全球的问题加以缓解和控制。许多欧美发达国家也相继成功研发了许多的光伏发电装置[6]，并且能应用于各种不同场合的多样性装置，光伏发电产业也马上成为了当代最热门的领域产业。
世界光伏产业的不断发展和蓬勃向上的改进，而我国在光伏产业这一领域中还没有特别大的进展。在太阳能电池技术发展演化的过程中，砷化镓太阳能电池实现了更高的光电转换效率，并得到了发掘潜力的肯定，能为人类谋取更高的利益，具有广阔的空间和地面应用前景。这些太阳能电池结构是为特定应用而优化改进的。在2011年，砷化镓太阳能电池的效率达到了有史以来最高的高度28.8%。它们量子效率高、耐辐照性好，更是空间应用的最优选择。与晶体硅太阳能电池相比，砷化镓太阳能电池的辐射可靠性更是提高了20%，能量转换效率在2025%以上。砷化镓太阳能电池的寿命比晶体硅太阳能电池的寿命长40 60%[6]。
光伏技术在不断的发展，并有了一系列可人的研究成果，而最重要的性能额为太阳能电池的光电转换效率，以及在高发散高热量下的稳定性，在接下来的研究过程中伴随着的是更高的提升。高效率，低成本为现在晶体太阳能电池的重中之重，而光电转换效率更高的为单晶硅太阳能电池，而相比较于单晶体，制备成本低的为多晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池在转换效率方面也同样有着不顺利开展的方面，最主要的障碍有以下几点[7]：1.受遮光的影响，电池表面的栅会产生不必要的误差；2.表面存在反射光，误差损失严重；3.光传导消耗过多能量，造成损失；4.内部复合存在损失；5.表面复合。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2聚光光伏的国内外发展趋势及研究意义 1
第二章 研究聚光太阳能电池发电系统的理论 3
2.1单结聚光光伏技术的特点 3
2.1.1聚光提高光电转换效率 3
2.1.2聚光减少电池消耗 4
2.2单结聚光电池测试设备 4
2.2.1光源模拟器 4
2.2.2数字源表 6
2.2.3数据采集仪以及电源表 6
2.3聚光组件部分的原理分析 6
2.3.1聚光光路原理及分析 6
2.4砷化镓太阳能电池电学原理 7
第三章 单结聚光太阳能电池性能检测分析 9
3.1砷化镓电池的IV曲线测量 9
3.2单结聚光太阳能电池特性的测量流程 9
3.3聚光太阳能电池电学特性 9
3.3.1数字源表的设置 9
3.3.2砷化镓太阳能电池测试 10
3.4本章小结 11
结束语 12
致 谢 13
参考文献 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
第一章 绪论
1.1课题研究背景及意义
太阳能电池作为利用太阳能的一种重要途径，太阳能电池的研究在以后的发展中将会占主导地位。太阳能电池是指利用光伏效应这一现象，直接将光能转换为电能的一种清洁电池[4]。
由于不断使用一次能源，并且使用规模在不断扩大，从而导致了地球资源的枯竭，甚至消失殆尽，并且对地球生态环境以及生活环境的污染产生了严重的影响，尤其是大气污染的问题日渐严重。而现如今，传统的发电模式，浪费资源的同时，有害物质也在发电过程中产生扩散到生态环境中，人类的身体会出现一系列的不良反应，地球生态环境也将会有持续不断的污染，所以人们将需要寻找更安全更环保的清洁能源和发电技术来满足日常所需。在新能源的发展过程中，一种能够高效并且环保的太阳能电池呈现在人类面前。迄今为止，太阳能电池以一种更为清洁环保的绿色能源公之于众，同样的，在未来的新型能源的发展中也是重中之重，并且在未来的市场和领域中也将起到了至关重要的作用，为地球生态环境奉献出更多的力量。
至今，太阳电池这一领域中的产业在不断发展，其中包括了单晶硅太阳能电池、半导体化合物电池等。在此期间，光电转换过程中，单晶硅电池的转换效率是最高得，但因为硅电池消耗大，对纯度的要求很高，并且制备工艺复杂，制备成本也很高，这一原因阻碍了硅电池的制造以及应用。人类为了谋求更高效的更便捷的电池以及更高效率的的利用，人类不屑努力研发、发展和改进，GaAs、CdTe 等半导体化合物太阳能电池成为太阳能电池的新宠，因为它们成本低、效率高并且制备工艺相对比较简单的优势，成功得到人类的青睐。同时人们更是将聚光光伏技术与化合物的发电特性结合在一起，并且促进了聚光型太阳能电池的发展，并将其优良的特性放大应用，从降低成本以及综合发电效率的角度出发，人们研究出更多适合现代生活所需的、低成本、高效率的聚光太阳能电池，为我们谋取了更大的生活便利，为地球环境贡献。
1.2聚光光伏的国内外发展趋势及研究意义
电能是当今社会发展和经济建设的重要保障，同时电能的应用广泛也会导致全球范围内的电力供应不足的现象，而现如今这种现象在不断扩散扩大。从2013年年初开始，PM2.5这一词汇成为热词，雾霾等恶劣的环境已经影响到我国的绝大多数的城市，而到2014年又随之加重加大。能源短缺，环境污染，跟是让新能源的出现以及使用方式得到最大程度上的支持，大力发展和普及太阳能、风能等清洁能源成为社会经济发展的主要任务。
光伏发电技术[5]在不断推动，为了改变以一次能源化石能源为主的能源结构，将能源短缺以及环境污染等影响全球的问题加以缓解和控制。许多欧美发达国家也相继成功研发了许多的光伏发电装置[6]，并且能应用于各种不同场合的多样性装置，光伏发电产业也马上成为了当代最热门的领域产业。
世界光伏产业的不断发展和蓬勃向上的改进，而我国在光伏产业这一领域中还没有特别大的进展。在太阳能电池技术发展演化的过程中，砷化镓太阳能电池实现了更高的光电转换效率，并得到了发掘潜力的肯定，能为人类谋取更高的利益，具有广阔的空间和地面应用前景。这些太阳能电池结构是为特定应用而优化改进的。在2011年，砷化镓太阳能电池的效率达到了有史以来最高的高度28.8%。它们量子效率高、耐辐照性好，更是空间应用的最优选择。与晶体硅太阳能电池相比，砷化镓太阳能电池的辐射可靠性更是提高了20%，能量转换效率在2025%以上。砷化镓太阳能电池的寿命比晶体硅太阳能电池的寿命长40 60%[6]。
光伏技术在不断的发展，并有了一系列可人的研究成果，而最重要的性能额为太阳能电池的光电转换效率，以及在高发散高热量下的稳定性，在接下来的研究过程中伴随着的是更高的提升。高效率，低成本为现在晶体太阳能电池的重中之重，而光电转换效率更高的为单晶硅太阳能电池，而相比较于单晶体，制备成本低的为多晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池在转换效率方面也同样有着不顺利开展的方面，最主要的障碍有以下几点[7]：1.受遮光的影响，电池表面的栅会产生不必要的误差；2.表面存在反射光，误差损失严重；3.光传导消耗过多能量，造成损失；4.内部复合存在损失；5.表面复合。
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