提高太阳能电池板的光能利用率

1、学校：黑龙江科技学院院系：机械工程学院姓名：郑志权班级：机设09-3摘要：对于人类来讲，太阳能取之不尽，用之不竭，无污染。每秒辐射到陆地表面的能量相当于全球1年内消耗总能量的3.5万倍；现代科技对于太阳能虽然有所应用，但其利用率并不高。太阳能电池板的光能转化率还不超过20%。为了提高太阳能的利用率开发新能源同时减少能量的损失，我们讨论想通过追光系统以及提高光照强度来提高光能利用率，同时通过热电转换的原理减少能量损失。太阳能电池板中电子再通过P-N结构后，如果在半导体中流过，电阻会很大，损耗也就非常大。所以在电池板上加装金属网，既保证了光的通过又保证电子在金属中流动，太阳能电池板的表面很光滑，其

2、对光的反射率很高，所以要在电池板表面涂上反射性较小的物质以提高光能利用率。由于光照电池板后会发热影响电池板工作也会损失能量，所以利用热电转换装置将产生的热能利用起来。还有，利用聚光的装置将太阳光汇聚后照射在电池板上以提高光照强度进而增加光能转化率。Abstract:technology for solar energy may be applied, but its utilization rate is not high. Solar panels light conversion rate is not more than 20%. In order to improve the util

3、ization rate of solar energy and reduce the development of new energy losses, we discuss the system and to improve the spotlight to light intensity to improve the light energy utilization, and at the same time through thermoelectric conversion principle to reduce the energy loss. Solar panels in ele

4、ctronic again through the P-N structure, if in a semiconductor, through the resistance will be very big, loss is very big. So in panels on the metal nets, not only ensure the light through electronic in metal and ensure the flow, the surface is very slick solar panels, the reflectivity of light is v

5、ery high, so want to be in the panels with less reflective surface of material in order to improve the light energy utilization ratio. Because light panels will heat effects panels will also work to lose energy, so using thermoelectric switching device will use up the heat energy produced. Also, use

6、 the device will be focusing on the sun after gathering in panels in order to improve the light intensity and increase the light energy conversion rate.正文：太阳能电池发电原理为光子穿透至PN结附近，能量被电子吸收。若光子能量大于电子的逸出功，电子摆脱束缚成为自由电子，同时产生一个带正电的空穴。PN结具有由N指向P的电场，电子向N运动，空穴向P运动。表面电极为负，背电极为正。当与外负载连接时形成电流。由于半导体不是电的良导体，电子在通过pn结后

7、如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖pn结（如图梳状电极），以增加入射光的面积。另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜。普通电池板的缺点为当太阳光长时间照射在电池板表面发电时，电池板表面温度会持续升高，因而电池板的光能转化率会降低，若在太阳能电池板上加隔热保护层又会降低电池板表面的光照强度。为此，我提出了关于解决电池板温度的方案。既然光照电池板时电池板表面温度会升高我们就将升高的温度利用来发电。要完成这一热电转换需要一种热点转换装置。

8、这个装置就是半导体温差发电片。半导体温差发电器是一种通过半导体热电器件把热能转换为电能的电源装置。利用半导体温差电池层上下表面的温差用负载电路连接两面个节点，形成电流。选用Bi2Te3半导体制作温差电池，该Bi2Te3选用高纯度的碲、铋、硒、锑和一些特殊的掺杂剂为原料按一定比例经特殊工艺定向生长而制成。适用600K以下的热发电，其温差电池的热电优值ZT在300K能达到1以上。光电热电联合产电原理：光电热电复合型太阳能电池工作原理图，可以看到，光电池层1中包括了密闭的真空环境。聚焦过的太阳光照射在阴极上，阴极射出电子，流向阳极，通过负载电路连接阴极和阳极，形成电流。半导体温差电池层2的上部，紧贴

9、光电池层1的阳极，利用阳极排出的余热；半导体温差电池层的下部侧处于环境温度中，利用半导体温差电池层上下表面的温差用负载电路连接两面个节点，形成电流。同时，通过聚光的方式把一定面积上的光通过聚光系统会聚在一个狭小的区域（焦斑），太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可，从而大幅减少了太阳能电池的用量。同样条件下，倍率越高，所需太阳能电池面积越小。聚光系统利用碟式凹面镜，碟式系统由许多镜子组成的抛物面反射镜组成，接收器在抛物面的焦点上，汇聚的太阳光照在电池板的阴极板上发电。最后，将以上几种提高太阳能电池板的方法集中于同一块电池板上，从而大大的提高太阳能电池板对光能的利用率。增加电池板的效率。几种发电方式既可以通过串联来增加发电电压，又可以通过并联来提高电荷量。我们同时可以将系统加上自动追光系统，进行自动追光。当太阳光的照射角度改变时，自动追光系统可以让发电系统自动追踪太阳光的方向。将通过多种方法改进太阳能电池板的结构及性质，提高其光能利用率，目前的太阳能电池的转化率只有20