光伏电池的电致发光测试装置设计文献综述
2020-04-23 19:57:02
众所周知,能源消耗量越来越大,传统能源越来越难以供应人类的发展, 而且由于传统能源不够清洁,带来了一系列环境问题,作为一切能源的最终来源,太阳能以其具有无污染、清洁安全、普遍、可再生、可持续性等特点越来越被人们所关注,太阳能的利用显得意义重大。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式,太阳能电池发电是一种新兴的可再生能源,在能源消费中占有举足轻重的地位,据欧洲光伏工业协会EPIA预测,太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
现今,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,尤其是能源危机及传统能源对环境污染程度日趋严重,更加快了人类对太阳能探索的步伐,开发清洁环保能源成为人类面临的重大问题, 研究太阳能电池因此也成为21世纪科学研究的重要领域之一,所以,研究太阳能电池具有重要的意义。
对于光伏电池电致发光的测试有助于对光伏电池的性能检测,进而提升光伏电池的实际效能,对于光伏电池的研究与发展具有重要意义。
随着世界各国对资源、环境、能源等问题的认识日益加深,太阳能光伏发电越来越得到各国的认同,越来越多的资金和人力投入到了对光伏发电的研究中来,相应的对光伏产业的扶持政策也纷纷出台。各国政府纷纷采取措施,刺激太阳能工业的发展,倾向于将研发资助转向光伏技术的开发和商品化,并且正在大力开发相应的太阳能产品,积极鼓励本国人民利用太阳能。在欧美一些先进国家,目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”,这是一种将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”。日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮,极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。近几年来,国内光伏企业产能急剧扩张,而且还在继续扩张,导致企业竞争加剧。原材料的短缺及其价格的高企已经对一些企业构成了威胁,但随之而来、更为严峻的考验还有市场。太阳能光伏产品的市场主要取决于发电成本,成本能降下来,则有着无限广阔的前景。要降低发电成本,大规模、新技术、高质量是企业发展的必由之路点。
2. 研究的基本内容与方案
{title}利用虚拟仪器仪器技术,设计一个太阳能电池测试系统,主要实现在一定太阳光(或模拟光)照射下,对单路或多路太阳能电池组件I-V特性曲线进行绘制,同时能计算其开路电压、短路电流以及填充因子等参数并保存;此外,能够对现场环境温度和日照光强信号进行记录,进而实现对不同倾角、不同负载、不同气温、不同光照条件下太阳能电池系统发电的效率研究;完成开题报告、外文翻译、说明书等相关资料。
本课题的目标是利用虚拟仪器仪器技术(利用labview软件及配套硬件设备),设计一个太阳能电池测试系统,主要分为两个方面的研究:一是实现在一定太阳光(或模拟光)照射下,对单路或多路太阳能电池组件I-V特性曲线进行绘制,同时能计算开路电压、短路电流以及填充因子等参数并可保存;二是对现场环境温度和日照光强信号进行记录,实现对不同倾角、不同负载、不同气温、不同光照条件下太阳能电池系统发电的效率研究。具体的工作内容包括:
(1)太阳能电池测试系统的总体构建与实施方案设计,按照太阳能电池测试系统的结构,分析系统的组成和硬件的参数以及性能,这些硬件包括:光伏电池板、光照强度计、万用表、可变电阻、电线。温度传感器和数据采集卡(DAQ),选择各软件模块,搭建一套基于个人计算机的太阳能测试系统测量平台,完成整个系统的整体设计。