南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京 210000
为了进一步提高系统的能量利用率, 设计了一种基于智能充电控制的光纤供能系统。系统采用充电控制装置对后级负载稳定供能并灵活调控储能模块的充电方式, 实现对远端富余的能量快速存储和合理利用, 并基于反馈信号实现对系统工作状态的实时调控。实验结果表明: 所提系统在不同场景下能够根据远端的负载及器件的工作状态自动调整本地激光源的输出功率, 从而保证供能系统的安全工作; 当光供能不足时, 所储存的能量可作为备用能源对传感器件或应用设备进行紧急供能。
光纤供能 光伏电池 电源管理 最大功率跟踪 充电控制 fiber optic power supply, photovoltaic cell, power
1 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室,北京 100871
2 四川大学生物医学工程学院,四川 成都 610065
全固态纤维电池是纤维态光伏电池走向实际应用的关键性技术之一。回顾了纤维态光伏电池光学结构的发展历程,重点阐述了无透明导电氧化物的纤维态光伏电池所采用的双电极缠绕结构设计的创新性和重要性。新材料(包括非富勒烯基的有机分子和钙钛矿)和光学活性层的新制备工艺(如气相辅助沉积法、静电纺织法)的应用使得全固态纤维电池研究取得突破性进展,光电转化效率达到10%~16%。但全固态纤维电池的模块化仍然存在重大挑战。未来面向可穿戴设备的纤维态光伏电池需要融合新材料和新工艺,开发出可回收、可重复利用、高性能、绿色环保、可编织集成的全固态纤维光伏电池。
纤维光伏电池 有机-无机杂化钙钛矿 气相辅助沉积 静电纺丝 无透明导电氧化物电极 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316007
陕西科技大学材料原子分子科学研究所,陕西 西安 710000
研究了GaAs光伏电池在532 nm波长连续半导体激光器辐照下的输出特性,并采用X射线衍射、光致发光、电致发光和光学显微镜等方法研究了高功率密度激光下GaAs光伏电池的损伤。结果表明:当激光功率密度为0.06 W/cm2时,光伏电池的转换效率最高,为26%;被功率密度为15 W/cm2的激光辐照180 s后,GaAs光伏电池的性能开始衰减,衍射强度下降,半峰全宽增加,晶体质量变差。高功率密度激光辐照会使GaAs光伏电池表面产生裂痕,且裂痕处在电致发光测试中不发光。此外,辐照区域的荧光强度有明显降低,发光峰位也发生了右移。综合表征结果表明,高功率密度激光辐照会使GaAs光伏电池的晶体质量变差并产生非辐射复合中心,进一步导致材料内部缺陷的形成以及光伏电池光电转换效率的下降。
材料 半导体激光器 GaAs光伏电池 激光辐照 光致发光 电致发光 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1716004
1 哈尔滨商业大学轻工学院, 黑龙江 哈尔滨 150028
2 哈尔滨工业大学航天学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
3 黑龙江科技大学机械工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150022
作为光伏电站的主要组成部分,光伏电池中存在隐裂、划痕、热点和断栅等缺陷,这些缺陷影响着电池的性能和电站的运行状况,因此开展光伏电池的缺陷检测是至关重要的。建立脉冲电致红外热成像(PEIT)实验系统,使用该系统开展含有不同类型缺陷的光伏电池的检测实验并采集红外热图像序列。采用线性判别分析(LDA)和二次判别分析(QDA)两种监督学习算法来处理热图像序列,并与主成分分析(PCA)和多项式拟合相关系数(FCC)两种传统处理算法进行比较。实验结果表明,PEIT算法可以对光伏电池的缺陷进行有效检测,QDA算法在信噪比、信息熵和均方误差三个指标上均优于LDA、PCA和FCC算法,可以实现对光伏电池各类缺陷的有效识别。
成像系统 脉冲电致红外热成像 光伏电池缺陷 监督学习 缺陷检测
1 全球能源互联网研究院有限公司, 江苏 南京 210003
2 国家电网公司电力智能传感技术与应用联合实验室, 北京 102209
隧道结(TJ)是高压垂直多光伏电池(HVVMPC)的关键技术之一。开展了基于掺硅和掺碲AlGaAs/GaAs TJ制备的HVVMPC的性能对比研究。构建测试系统, 对两种器件在不同光功率和温度下的输出性能进行了比较研究, 分析得到两种器件的功率系数和温度系数, 结果表明掺Te的HVVMPC具有较高的效率。在此基础上, 还讨论了不同偏压下的串联电阻、不同掺杂浓度和亚电池厚度对HVVMPC外量子效率(EQE)的影响, 以及电流失配特性与温度的关系。基于相关分析和讨论, 为对包含更多子单元的HVVMPC进行优化提供了思路。
隧道结 掺杂Te 掺杂Si 高压垂直多光伏电池 tunnel junction Te-doped Si-doped HVVMPC
1 上海出版印刷高等专科学校印刷包装工程系,上海 200093
2 上海理工大学光电学院,上海 200093
光伏电池作为国家“双碳战略”中的重要一环,其转化效率的提升具有重大意义。针对晶硅等太阳能电池的无效转化区域,通过全反射原理,设计、制备了微结构光增强薄膜,薄膜的微结构为周期、槽深都是80 μm的三角槽型正交光栅。对贴合薄膜样品的光伏电池组件进行测试的结果表明,三组组件的转化效率都提升了2%以上。相对其他提高光伏电池效率的方法,该方法简易、可行且有效,有望广泛用于光伏电池组件,为国家的“双碳战略”做出贡献。
光伏电池 微结构 光增强 全反射 双碳 photovoltaic cell microstructure light enhancement the total reflection double carbon
红外与激光工程
2021, 50(3): 20200224