Контроль влияния параметров атмосферы на энергетические характеристики кремниевой солнечной батареи

• Автор: Козлов, Артем Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1 Электроперенос в ФЭП
1.2 Вольт-амперная характеристика
1.3 Спектральные характеристики
1.4 Коэффициент поглощения
1.5 Коэффициент отражения
1.6 Нахождение тока короткого замыкания
1.6.1 Неосновные носители заряда в п-области
1.6.2 Неосновные носители заряда в р - области
1.7 Модели, применяемые для оценки вырабатываемой мощности
1.7.1 Модель КПД
1.7.2 Модель поправочных коэффициентов
1.7.3 Физическая модель
1.7.4 Статистическая модель
ГЛАВА 2. Анализ работы СБ в период с 1996 по 2003 гг
2.1 Приборы и методы исследований
2.2 Анализ данных
2.3 Комплекс параметров, влияющих на работу СБ
2.3.1 Солнечная радиация
2.3.2 Температура воздуха и скорость ветра
2.3.3 Влажность и давление воздуха
2.3.4 Вольтамперная характеристика СБ
2.4 Результаты проведенного исследования
ГЛАВА 3. Мобильная станция мониторинга работы СБ
3.1 Структура мобильной станции мониторинга работы СБ
3.2 Датчики
3.3 Программа управления мобильной станцией
3.4 Объекты исследования и места проведения испытаний
3.5 Описание базы данных
3.6 Результаты работы мобильной станции
ГЛАВА 4. Разработка методики прогнозирования
4.1 Определение приходящей солнечной радиации на поверхность СБ
4.2 Построение эмпирической модели
4.2.1 Определение парных коэффициентов корреляции
4.2.2 Проверка на нормальное распределение
4.2.3 Нахождение температуры СБ

4.2.4 Нахождение напряжения холостого хода
4.2.5 Нахождение рабочего напряжения
4.2.6 Нахождение тока КЗ
4.2.7 Нахождение рабочего тока
4.2.8 Расчет мощности СБ
4.2.9 Уравнения регрессии
4.3 Проверка регрессионных уравнений
4.4 Методика прогнозирования
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
В связи с увеличением потребления электроэнергии, ограниченности запасов обычных источников энергии - угля и нефти появляется необходимость разработки и применения альтернативных источников энергии [1-6]. Среди разнообразия экологически чистых источников энергии преобразование солнечного излучения в электричество представляется наиболее привлекательным и перспективным с точки зрения энергетических технологий будущего [7-11]. Полное количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли за неделю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана [12-14].
Солнечная энергетика может получить масштабное развитие в нашей стране. По мнению экспертов, эта отрасль, мировые темпы роста которой составляют 40-60% в год, очень актуальна для России. Во многих областях Сибири и на юге страны число солнечных дней в году может достигать трехсот. Этот показатель сопоставим с климатическим состоянием Южной Европы, где фотоэлектрические установки используются активно[53].
По данным Европейской ассоциации фотоэнергетики и Greenpeace, к концу 2007 года мощность фотоэлектрических систем в мире достигла 9200 МВт, а к 2030 года эта цифра превысит 1800 ГВт. Таким образом, солнечная энергия сможет обеспечивать электричеством более 4 миллиардов человек и создать миллионы рабочих мест. Однако в структуре российского рынка на возобновляемые источники приходится не более 0,7% энергии.
На сегодняшний день рекорд КПД солнечной станции — 40% — принадлежит американцам. Им удалось превысить российский рекорд в 35%, державшийся до недавнего времени. Теоретический же предел КПД преобразования солнечной энергии составляет 87%. По словам академика Ж.

где а(Х) - коэффициент поглощения полупроводника (1.9),
F(k) - спектральная плотность потока фотонов, которая равна спектральной плотности излучения (1.4), деленной на энергию фотона, R()-доля фотонов отраженных от поверхности.
п LP Ln Р

О Xpn W
'' Na

Nd
Рис. 1.10 Размеры СБ и характерные длины диффузии неосновных носителей и
профиль легирования.
Расчет проведем при следующих упрощениях:
1. Ширина области объемного заряда во много раз меньше ширины ФЭП (позволяет пренебречь генерацией в 003).
2. Уровень легирования постоянен в п и р областях.
3. Все электрическое поле сосредоточено в области перехода.
4. Скорость рекомбинации на тыловом контакте бесконечна велика. Рассмотрим поведение неосновных носителей отдельно в п и р областях.
1.6.1 Неосновные носители заряда в п-области
Уравнение непрерывности и плотность тока для дырок в п-области записывается [28,30]: