為探索以菲涅耳透鏡為聚光器的聚光光伏模組中,多結(jié)電池中心局部高輻射功率對(duì)短路電流的影響,測(cè)量菲涅耳透鏡的高亮度光斑直徑,并據(jù)此分別測(cè)試室內(nèi)不同局部光照面積下和戶外不同尺寸透鏡下的GaInP/GaInAs/Ge三結(jié)電池的短路電流,利用電路網(wǎng)絡(luò)模型分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明,短路電流與局部聚光的面積無(wú)關(guān);小尺寸菲涅耳透鏡聚焦下,沿光軸電流與輻射功率同步變化;透鏡尺寸增大到一定程度,電池中心局部承受過(guò)高輻射功率,電流受峰值隧穿電流限制,宏觀體現(xiàn)為焦平面處短路電流下降。電池放置在焦平面兩側(cè),均可緩解局部高輻射功率,短路電流最高提升8.0%。 

【文章來(lái)源】：半導(dǎo)體光電. 2020年04期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

菲涅耳透鏡的光斑示意圖

菲涅耳透鏡聚焦光斑呈高斯分布，實(shí)際模組中三結(jié)電池中心區(qū)域承受局部高輻射功率，可用局部光照的實(shí)驗(yàn)手段來(lái)模擬透鏡聚焦，進(jìn)而測(cè)試光電性能。測(cè)試平臺(tái)如圖2所示。將其按功能分為三部分：第一部分為光學(xué)系統(tǒng)，功能為提供所需的光照，出射均勻性良好的光斑，并調(diào)整光斑的直徑、光軸位置等；第二、三部分為溫度控制系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)采用尺寸為5mm×5mm的GaInP/GaInAs/Ge三結(jié)電池，利用中心開(kāi)有正方形孔洞的硅片實(shí)現(xiàn)局部光照。按照1.1節(jié)的結(jié)論，光斑內(nèi)圈直徑最大約3.5mm，本實(shí)驗(yàn)選用的開(kāi)孔邊長(zhǎng)為2,2.5,3和3.5mm。實(shí)驗(yàn)時(shí)硅片置于電池正前方，電池表面接受光照的面積與硅片孔洞一致，以達(dá)到局部光照的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，本文采用局部聚光倍數(shù)C來(lái)描述電池表面接收的光能，將其定義為電池接收的輻照度（光輻射功率/孔洞面積）與標(biāo)準(zhǔn)輻照度（103 W/m2）的比值。調(diào)整太陽(yáng)模擬光源的功率，來(lái)保證不同光照面積通過(guò)相同的輻射功率，實(shí)驗(yàn)采用8個(gè)梯度的輻射功率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，輻射功率一定時(shí)，不同局部聚光倍數(shù)下短路電流基本相同，電流之間差別不超過(guò)1.35%，可認(rèn)為短路電流與局部光照的面積無(wú)關(guān)，只受輻射功率的影響。本實(shí)驗(yàn)局部聚光倍數(shù)C的最大值為813，因此在聚光倍數(shù)為813倍以內(nèi)，此三結(jié)電池的短路電流與輻射功率成正比。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，本文采用局部聚光倍數(shù)C來(lái)描述電池表面接收的光能，將其定義為電池接收的輻照度（光輻射功率/孔洞面積）與標(biāo)準(zhǔn)輻照度（103 W/m2）的比值。調(diào)整太陽(yáng)模擬光源的功率，來(lái)保證不同光照面積通過(guò)相同的輻射功率，實(shí)驗(yàn)采用8個(gè)梯度的輻射功率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，輻射功率一定時(shí)，不同局部聚光倍數(shù)下短路電流基本相同，電流之間差別不超過(guò)1.35%，可認(rèn)為短路電流與局部光照的面積無(wú)關(guān)，只受輻射功率的影響。本實(shí)驗(yàn)局部聚光倍數(shù)C的最大值為813，因此在聚光倍數(shù)為813倍以內(nèi)，此三結(jié)電池的短路電流與輻射功率成正比。1.3 戶外菲涅耳透鏡下短路電流測(cè)試

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Ⅲ-Ⅴ多結(jié)太陽(yáng)電池隧道結(jié)模型的研究進(jìn)展[J]. 陳帥,楊瑞霞,吳亞美.  微納電子技術(shù). 2015(09)
[2]高倍聚光GaInP/InGaAs/Ge三結(jié)太陽(yáng)電池研究[J]. 蔡建九,單智發(fā),張永,陳凱軒,林志偉,王向武.  半導(dǎo)體技術(shù). 2013(04)

博士論文
[1]聚光多結(jié)太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)、制備及可靠性研究[D]. 宋明輝.華中科技大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2936733