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matlab平面超薄膜吸收器在太阳能光伏转换中的应用研究(3)

时间:2022-10-19 23:23来源:毕业论文
除了成本,效率也是一个制约光伏发电的重要因素。当电子向N型半导体扩散,空穴向P型半导体扩散时,若半导体材料过厚,则在扩散中,电子及空穴对无

除了成本,效率也是一个制约光伏发电的重要因素。当电子向N型半导体扩散,空穴向P型半导体扩散时,若半导体材料过厚,则在扩散中,电子及空穴对无法传送到相应电极,此情况下,易发生带负电的电子和与正电的空穴对相结合的损耗,效率大大下降。为了减少此类损耗,提高光伏发电的效率,我们采用平面超薄膜来吸收太阳能。平面超薄膜的厚度比波长小一个数量级,数值大约在38—78 nm内。由于薄膜的厚度降低,其吸收率受到了相应影响。相对于厚度较大的薄膜,超薄膜的吸收率大大减小。

对平面超薄膜吸收器在太阳能光伏转换中的应用研究,有助于我们解决光伏发电在成本和效率这两个方面的问题,解决光伏发电的局限性。

1。3  概述

1。3。1  国内外研究现状

1。3。2  选题的目的

本课题的研究对象,即平面超薄膜电池,厚度比波长小一个数量级,因而材料成本和处理成本低;具有平面结构特征,加工成本低。但是,根据Beer-Lambert定律,厚度远小于波长的平面薄膜吸收能力弱,使得半导体材料吸收光子的效率低,进一步导致光伏电池效率低。利用现有技术,在保持成本较低的情况下,提高平面超薄膜的效率,是这次毕业论文研究的重点。

通过本课题研究:文献综述

(1) 了解国内外对增强光伏电池吸收特性的研究现状和发展方向; 

(2) 熟悉多层薄膜结构热辐射特性的基本理论和研究方法; 

(3) 应用所学专业基础知识,揭示平面超薄膜结构增强热辐射吸收机理。

2  计算方法

2。1  引言

本课题主要研究平面超薄膜吸收器在太阳能光伏转换中的应用,编写多层薄膜结构吸收率计算程序,分析薄膜材料属性和各层厚度对吸收率的影响。使用Matlab软件,建立传递矩阵模型,模拟不同材料,相同材料不同厚度得出结论,利用Matlab建立的模型求解得出数值后,运用Origin对计算结果进行绘图分析,根据折线图,云图等数据分布,对比进行分析判断。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

2。2  数学模型

对于空气—半导体—金属,考虑包含层半导体介质的结构,为了简化分析,在允许的范围内假定了一些理想情况,对模型简化。所作假设:

(1)介质1(通常为真空)和(薄膜的基底)满足半无限大;

(2)介质2–(–1)为薄膜。

在建立的模型中,对于第n层,和分别表示从第层入射至界面和从界面出射进入层的电磁波;和分别表示从第层入射至界面和从界面出射至层的电磁波,如图2。1所示。它们满足:

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