硅聚光太阳能电池的研究

【摘要】：当今能源短缺问题与环境污染现象日益严重，制约了全球的经济发展，聚光光伏发电技术是解决这两个问题的有力途径。相比平板光伏发电系统，聚光光伏发电系统利用成本较低的聚光器取代部分价格昂贵的太阳能电池，实现了光伏发电技术低成本与高效率的统一。 针对这一技术，本论文主要开展了以下研究工作：首先介绍了国内外聚光光伏发电系统的研究现状和应用情况，并对聚光系统进行了成本分析与生命周期评价；其次结合太阳能电池的基本原理讨论了聚光型太阳能电池的工作特性，还介绍了电池的常规制备工艺和聚光型太阳能电池的发展现状；随后根据太阳能电池的功率损耗机制，设计了硅聚光型太阳电池的上电极版图，其中副栅线线宽10μm，栅线间距109μm，分析了栅线宽度、栅线厚度与功率损耗的关系；然后利用TFCalc软件优化了电池上表面的各种减反射膜膜系，结果说明SiO材料更适合作为单晶硅电池的单层膜，TiO2-SiO2膜系更适合作为单晶硅电池的双层膜，还模拟了电池的IV特性；最后研究了硅聚光型太阳能电池的实验制备工艺，包括蒸镀减反射膜、制作金属电极与封装工艺，测试分析了实验产品的输出参数。 本论文对聚光系统的生命周期评价结果表明，采用聚光光伏发电技术解决能源短缺与环境污染问题是可行的；文中对于硅聚光型太阳电池的模拟结果，以及实验制备参数，也为聚光型太阳电池的进一步制作和发展提供了重要的参考价值。 【关键词】：聚光光伏发电系统 硅聚光型太阳电池 生命周期评价 减反射膜 金属电极 后工艺制作
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 太阳能简介8-9
• 1.2 太阳能光伏发电简介9-12
• 1.3 论文的研究目的与内容安排12-14
• 2 聚光光伏发电系统14-25
• 2.1 聚光光伏发电系统的组成14-15
• 2.2 聚光光伏发电系统的分类15-16
• 2.3 聚光光伏发电系统的发展现状16-19
• 2.4 光伏发电系统的成本分析和生命周期评价19-23
• 2.5 本章小结23-25
• 3 太阳能电池25-37
• 3.1 太阳能电池工作原理25-27
• 3.2 太阳能电池的分类与特性27-29
• 3.3 太阳能电池常规制备工艺29-32
• 3.4 太阳能电池的发展现状32-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 硅聚光太阳电池的电极设计和 IV 曲线模拟37-48
• 4.1 硅聚光太阳电池的上电极设计37-42
• 4.2 硅聚光太阳电池减反膜的设计42-46
• 4.3 硅聚光太阳电池 IV 曲线模拟46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 制备硅聚光型太阳能电池48-61
• 5.1 硅聚光太阳电池的后工艺制作48-57
• 5.2 硅聚光太阳电池的封装57-58
• 5.3 实验产品的输出参数测试58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 6 总结与展望61-63
• 6.1 全文总结61
• 6.2 研究展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录68

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