納米太陽能電池
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2016-03-11
納米太陽能電池的視頻教程
理論+實(shí)例講解ANSYS熱力學(xué)分析基礎(chǔ)（二） ——以水壺和太陽能電池板為例講解熱傳導(dǎo)
例題二、本分析模擬了太陽能電池板在熱輻射作用下的吸熱過程，得到了太陽能電池板的溫度分布和熱流量。 本次分享是熱力學(xué)分析系列的第二次分享，歡迎大家關(guān)注我，我們一起繼續(xù)學(xué)習(xí)熱力學(xué)分析。系列分享最后將講述熱固耦合的進(jìn)階內(nèi)容。
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納米太陽能電池的實(shí)例教程
太陽能是最有希望的候選能源之一，具有清潔、可再生、豐富和可持續(xù)的特性。迄今為止，科研人員已經(jīng)開發(fā)了各種光伏技術(shù)來獲取太陽能和高效發(fā)電。其中，溶液處理有機(jī)太陽能電池(OSCs)和鈣鈦礦太陽能電池(PVSCs)因其通過卷到卷技術(shù)放大生產(chǎn)的潛力而受到特別關(guān)注。由于新型給體/受體材料的發(fā)展、器件結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新、形貌的探索和界面工程，基于光活性聚合物和小分子的OSCs在過去幾十年中取得了重大突破和快速發(fā)展。迄今為止，基于富勒烯的OSC和基于非富勒烯的OSC的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)分別達(dá)到了11.7 %和14 %。PVSCs是太陽能電池家族中一個(gè)高效的新成員，具有寬帶光吸收(可見光和近紅外范圍內(nèi)的高消光系數(shù))、低激子結(jié)合能(約2 MeV )以及長擴(kuò)散長度和載流子壽命的優(yōu)勢。在過去幾年中，總PCE從2009年首次報(bào)道的3.8 %快速增長到創(chuàng)紀(jì)錄的22.7 %，這使其成為下一代光伏技術(shù)的主要候選。
【成果簡介】
溶液處理有機(jī)太陽能電池(OSCs)和鈣鈦礦太陽能電池(PVSCs)向低成本、高通量光伏技術(shù)發(fā)展迅速。載流子(電子和空穴)傳輸層(CTLs)在提高其效率和長期穩(wěn)定性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。溶液處理金屬氧化物納米晶體(SMONCs)作為一種有希望的CTL候選物，具有穩(wěn)定的工藝條件、低成本、可調(diào)諧的光電特性和內(nèi)在穩(wěn)定性，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效、高性能、大面積和機(jī)械柔性的光伏器件提供了獨(dú)特的優(yōu)勢。近日，來自香港大學(xué)的Wallace C. H.
展開 摘要
太陽能電池是可再生能源領(lǐng)域的一種基礎(chǔ)技術(shù)。為了優(yōu)化效率，大多數(shù)常見的設(shè)計(jì)使用薄膜結(jié)構(gòu)和具有高吸收系數(shù)的介質(zhì)——因?yàn)檎沁@種吸收的光能最終會(huì)轉(zhuǎn)化為電流。基于銅銦硒化鎵(CIGS)的太陽能電池，與基于其他材料的電池相比，它們可以變得更薄而不損失吸收效率，因此已經(jīng)很普遍地使用了。
建模任務(wù)
300nm~1100nm的平面波均勻光譜
系統(tǒng)來源：J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566
探測器
功率（吸收功率將通過兩個(gè)探測器的功率讀數(shù)之差計(jì)算）
太陽能電池
*我們假設(shè)太陽能電池是由一層帶有防反射涂層的熔融石英保護(hù)的。
系統(tǒng)構(gòu)建模塊-分層的介質(zhì)組件
對于涂有涂層的反射鏡，我們使用分層介質(zhì)組件，因?yàn)樗鼮閤和y方向不變的膜層堆棧提供了一個(gè)快速和嚴(yán)格的解決方案。
系統(tǒng)構(gòu)建模塊-膜層矩陣求解器
分層介質(zhì)組件采用膜層矩陣電磁場求解器。該求解器在空間頻域（k域）中工作。它包括：
每個(gè)均質(zhì)層的特征值求解器。
一個(gè)用于所有界面上的匹配邊界條件的s矩陣。
特征值求解器計(jì)算每層均勻介質(zhì)在k域內(nèi)的電場解。s-矩陣算法通過遞歸匹配邊界條件來計(jì)算整個(gè)膜層系統(tǒng)的響應(yīng)。
展開 據(jù)科技日報(bào)報(bào)道，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏教授團(tuán)隊(duì)與多倫多大學(xué)薩金特團(tuán)隊(duì)合作，設(shè)計(jì)了一種“脈沖式軸向外延生長”方法，成功制備了尺寸、結(jié)構(gòu)可調(diào)的一維膠體量子點(diǎn)—納米線分段異質(zhì)結(jié)，該結(jié)構(gòu)是類似竹節(jié)結(jié)構(gòu)的納米“竹子”復(fù)合異質(zhì)結(jié)，可以充分利用太陽能，并將其有效轉(zhuǎn)化為氫能源。研究成果日前發(fā)表在了《自然·通訊》上。
據(jù)介紹，這種人造納米“竹子”的竹節(jié)和竹莖，分別由硫化鎘和硫化鋅兩種不同的半導(dǎo)體材料組成，二者交替生長，非常類似于我們生活中看到竹子拔地而起的生長過程。有趣的是，研究人員設(shè)計(jì)的這種獨(dú)特生長方式，可以精確控制每根人造納米“竹子”的粗細(xì)、節(jié)數(shù)以及每個(gè)竹節(jié)的間距。這種豐富的調(diào)控能力為進(jìn)一步開發(fā)利用該類材料提供了更多的空間。
此外，科研人員發(fā)現(xiàn)，此類人造納米“竹子”中不同組分之間存在協(xié)同效應(yīng)，二者的取向結(jié)合極大地提升了單一材料所具有的性能。相較于單一材料，納米“竹子”的太陽能制氫效率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，這為今后設(shè)計(jì)開發(fā)新型高效太陽能制氫材料提供了新途徑。
展開 摘要
太陽能電池是可再生能源領(lǐng)域的一種基礎(chǔ)技術(shù)。為了優(yōu)化效率，大多數(shù)常見的設(shè)計(jì)使用薄膜結(jié)構(gòu)和具有高吸收系數(shù)的介質(zhì)——因?yàn)檎沁@種吸收的光能最終會(huì)轉(zhuǎn)化為電流。基于銅銦硒化鎵(CIGS)的太陽能電池，與基于其他材料的電池相比，它們可以變得更薄而不損失吸收效率，因此已經(jīng)很普遍地使用了。
建模任務(wù)
300nm~1100nm的平面波均勻光譜
系統(tǒng)來源：J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566
探測器
功率（吸收功率將通過兩個(gè)探測器的功率讀數(shù)之差計(jì)算）
太陽能電池
*我們假設(shè)太陽能電池是由一層帶有防反射涂層的熔融石英保護(hù)的。
系統(tǒng)構(gòu)建模塊-分層的介質(zhì)組件
對于涂有涂層的反射鏡，我們使用分層介質(zhì)組件，因?yàn)樗鼮閤和y方向不變的膜層堆棧提供了一個(gè)快速和嚴(yán)格的解決方案。
系統(tǒng)構(gòu)建模塊-膜層矩陣求解器
分層介質(zhì)組件采用膜層矩陣電磁場求解器。該求解器在空間頻域（k域）中工作。它包括：
每個(gè)均質(zhì)層的特征值求解器。
一個(gè)用于所有界面上的匹配邊界條件的s矩陣。
特征值求解器計(jì)算每層均勻介質(zhì)在k域內(nèi)的電場解。s-矩陣算法通過遞歸匹配邊界條件來計(jì)算整個(gè)膜層系統(tǒng)的響應(yīng)。這是一種以其無條件數(shù)值穩(wěn)定性而聞名的方法，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的傳遞矩陣不同，它避免了計(jì)算步驟中的指數(shù)增長函數(shù)。
展開 光學(xué)太陽能電池仿真
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納米太陽能電池的最新內(nèi)容
CIGS太陽能電池中的吸收13天前
摘要
太陽能電池是可再生能源領(lǐng)域的一種基礎(chǔ)技術(shù)。為了優(yōu)化效率，大多數(shù)常見的設(shè)計(jì)使用薄膜結(jié)構(gòu)和具有高吸收系數(shù)的介質(zhì)——因?yàn)檎沁@種吸收的光能最終會(huì)轉(zhuǎn)化為電流。基于銅銦硒化鎵(CIGS)的太陽能電池，與基于其他材料的電池相比，它們可以變得更薄而不損失吸收效率，因此已經(jīng)很普遍地使用了。
建模任務(wù)
300nm~1100nm的平面波均勻光譜
太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并可儲(chǔ)存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列，并隨太陽光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中，將一個(gè)簡單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方，指示了穩(wěn)態(tài)下到達(dá)板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對流，僅研究輻射效應(yīng)。
目標(biāo)
觀察由于一個(gè)發(fā)熱物體的輻射作用，太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
comsol鈣鈦礦太陽能電池仿真2個(gè)月前
鈣鈦礦太陽能電池仿真，半導(dǎo)體模塊不會(huì)設(shè)置，需要出p-v J-V曲線圖，還請大神們指點(diǎn)一二
在此應(yīng)用案例中，通過合理設(shè)計(jì)初始結(jié)構(gòu)并進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，我們開發(fā)出了一種在可見光和近紅外光譜范圍內(nèi)均具有優(yōu)異減反射性能的鍍膜。該鍍膜能有效降低寬范圍入射角的反射，提高光的透射效率，從而提升整體能量轉(zhuǎn)換效率。
摘要
應(yīng)用場景
設(shè)計(jì)結(jié)果
可見光及近紅外光
摘要
在此應(yīng)用案例中，通過合理設(shè)計(jì)初始結(jié)構(gòu)并進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，我們開發(fā)出了一種在可見光和近紅外光譜范圍內(nèi)均具有優(yōu)異減反射性能的鍍膜。該鍍膜能有效降低寬范圍入射角的反射，提高光的透射效率，從而提升整體能量轉(zhuǎn)換效率。
應(yīng)用場景
可見光及近紅外光（400–1100 nm）約占太陽能總能量光譜的
JCMsuite案例展示：薄膜太陽能電池的一維模型仿真9個(gè)月前
本案例展示的是一個(gè)一維模型的薄膜太陽能電池示例。它包括一個(gè)附加銀層和透明邊界條件的兩個(gè)設(shè)置，而不是完美的電導(dǎo)體邊界條件進(jìn)行比較。腳本data_analysis / run_comparison_1D.M對這兩種設(shè)置執(zhí)行波長掃描，并將結(jié)果可視化，就像薄膜太陽能電池的例子一樣。此外，它在下圖底部所示的半對數(shù)圖中顯示了兩種設(shè)置的節(jié)能誤差。
一維系統(tǒng)的幾何定義和網(wǎng)格劃分
雖然光源、材料和項(xiàng)目設(shè)置與
JCMsuite應(yīng)用：薄膜太陽能電池一維模型9個(gè)月前
本案例展示的是一個(gè)一維模型的薄膜太陽能電池示例。它包括一個(gè)附加銀層和透明邊界條件的兩個(gè)設(shè)置，而不是完美的電導(dǎo)體邊界條件進(jìn)行比較。腳本data_analysis / run_comparison_1D.M對這兩種設(shè)置執(zhí)行波長掃描，并將結(jié)果可視化，就像薄膜太陽能電池的例子一樣。此外，它在下圖底部所示的半對數(shù)圖中顯示了兩種設(shè)置的節(jié)能誤差。
JCMsuite應(yīng)用：太陽能電池的抗反射惠更斯超表面模擬10個(gè)月前
人們構(gòu)想大量不同的策略來替代隨機(jī)紋理，用來改善太陽能電池中的光耦合效率。雖然對納米光子系統(tǒng)的理解不斷深入，但由于缺乏可擴(kuò)展性，只有少數(shù)提出的設(shè)計(jì)在工業(yè)被上接受。在本應(yīng)用中，一種定制的無序排列的高折射率介質(zhì)亞微米量級(jí)的二氧化鈦(TiO2)圓盤作為標(biāo)準(zhǔn)異質(zhì)結(jié)硅太陽能電池的抗反射惠更斯超表面在試驗(yàn)中進(jìn)行開發(fā)。無序陣列使用基于膠體自組裝的可伸縮自下而上的技術(shù)制造，該技術(shù)幾乎不考慮設(shè)備的材料或表面形態(tài)。我們觀察到
摘要
太陽能電池是可再生能源領(lǐng)域的一種基礎(chǔ)技術(shù)。為了優(yōu)化效率，大多數(shù)常見的設(shè)計(jì)使用薄膜結(jié)構(gòu)和具有高吸收系數(shù)的介質(zhì)——因?yàn)檎沁@種吸收的光能最終會(huì)轉(zhuǎn)化為電流。基于銅銦硒化鎵(CIGS)的太陽能電池，與基于其他材料的電池相比，它們可以變得更薄而不損失吸收效率，因此已經(jīng)很普遍地使用了。
建模任務(wù)
300nm~1100nm的平面波均勻光譜
系統(tǒng)來源：J. Goffard et
隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，能源與環(huán)境危機(jī)成為一個(gè)亟待解決的問題。太陽能作為一種清潔可再生的能源，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。其中太陽能電池板作為太陽能轉(zhuǎn)換為電能的核心載體是其中的重點(diǎn)研究對象。
太陽能電池板的質(zhì)量是影響太陽能電池發(fā)電效率的主要因素,由于光伏電池在生產(chǎn)過程中，因生產(chǎn)工藝不足或其他因素會(huì)產(chǎn)生一些次品。市場對電池晶片質(zhì)量的要求不斷提高，提高質(zhì)檢水平就顯得尤為重要
