【摘要】：適應(yīng)全球能源和環(huán)保新要求,太陽(yáng)能等清潔低碳新能源正在快速發(fā)展,光伏產(chǎn)業(yè)迎來黃金期,中國(guó)成為世界最大光伏生產(chǎn)國(guó)。光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于交通領(lǐng)域,例如:新能源汽車充電樁、太陽(yáng)能汽車、太陽(yáng)能船舶、交通/鐵路信號(hào)燈等。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要問題是太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率較低且價(jià)格高。突破技術(shù)制約、降低成本,對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新具有重大意義。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“高轉(zhuǎn)換效率CdTe薄膜太陽(yáng)能電池關(guān)鍵科學(xué)問題及電池制備”(51272247)和4項(xiàng)湖北省級(jí)光伏相關(guān)項(xiàng)目的資助下,選擇CdTe薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)核心技術(shù)問題—CdTe薄膜太陽(yáng)能電池性能與MPPT控制方法進(jìn)行研究。本文建立CdTe薄膜太陽(yáng)能電池工程模型用以優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,提出一種適合CdTe薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)的MPPT邏輯控制法,提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和發(fā)電效率。本文完成的主要工作和取得的研究結(jié)果如下:(1)針對(duì)“高轉(zhuǎn)換效率的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池性能”問題,通過摻雜Cu對(duì)CdTe薄膜太陽(yáng)能電池性能影響的試驗(yàn)研究,提出了摻雜Cu來提高CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的高轉(zhuǎn)換效率方法;通過對(duì)CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的弱光性能的試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)CdTe薄膜太陽(yáng)能電池是弱光下最好的光伏器件之一。(2)針對(duì)“MPPT控制方法”問題,研究并構(gòu)建了任意光照強(qiáng)度和溫度條件下的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池工程模型,應(yīng)用Matlab/Simulink建立其仿真模型并仿真研究CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的輸出特性。(3)針對(duì)“CdTe薄膜太陽(yáng)能電池性能”和“MPPT控制方法問題”,根據(jù)MPPT的評(píng)價(jià)指標(biāo)要求,提出了CdTe薄膜太陽(yáng)能電池MPPT邏輯控制方法;以構(gòu)建的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的工程數(shù)學(xué)模型為對(duì)象,對(duì)CdTe薄膜太陽(yáng)能電池MPPT邏輯控制方法進(jìn)行了仿真,與MPPT電導(dǎo)增量法進(jìn)行了比較,其仿真研究表明了CdTe薄膜太陽(yáng)能MPPT邏輯控制方法具有較好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。(4)構(gòu)建了CdTe薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制試驗(yàn)平臺(tái),提出了CdTe薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制試驗(yàn)方法,進(jìn)行了CdTe薄膜太陽(yáng)能電池輸出特性與發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制方法的試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了CdTe薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)MPPT邏輯控制方法的實(shí)用性及其效果。本文著眼于CdTe薄膜太陽(yáng)能電池光伏發(fā)電系統(tǒng)整體,針對(duì)系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)在理論研究、計(jì)算機(jī)仿真和試驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建進(jìn)行了有益的探索,研究了高轉(zhuǎn)換效率CdTe薄膜太陽(yáng)能電池性能與MPPT控制方法,開發(fā)了一套CdTe薄膜太陽(yáng)能電池光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制試驗(yàn)平臺(tái),通過對(duì)比性試驗(yàn),研究結(jié)果表明了理論和仿真研究的正確性。研究結(jié)果為CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)和制備和相應(yīng)的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)初步奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM914.42
【圖文】：

圖 2-1 高轉(zhuǎn)換效率的 CdTe 薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)在歷史上，對(duì)于高轉(zhuǎn)換效率的 CdTe 薄膜太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率的提高，利用CdS薄膜作為N型窗口層是關(guān)鍵的一步進(jìn)展。CdS材料的禁帶寬度為2.41 eV，因此CdS不吸收大部分太陽(yáng)光，但對(duì)于小于510 nm波長(zhǎng)的光有比較強(qiáng)烈的吸收。為了減少光在 CdS 薄膜中的吸收損失，目前采取的最有效的方法是減少 CdS 薄

窗口層CdS斷面SEM圖

光吸收層CdTe掃描電鏡截面圖(a)及表面圖(b)

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Assiya Haddout;Abderrahim Raidou;Mounir Fahoume;;Influence of the layer parameters on the performance of the CdTe solar cells[J];Optoelectronics Letters;2018年02期

2 Yu Li;Yong-Zan Zheng;Ding-Kun Zhang;Hai-Fang Li;Yuan Ma;Jin-Ming Lin;;Enhanced chemiluminescence from reactions between CdTe/CdS/ZnS quantum dots and periodate[J];Chinese Chemical Letters;2017年02期

3 張建坡;那麗華;金麗;;CdTe量子點(diǎn)熒光猝滅法檢測(cè)莧菜紅濃度[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2017年02期

4 王秀平;李艷霞;;溶菌酶修飾的CdTe量子點(diǎn)的制備與表征[J];閩江學(xué)院學(xué)報(bào);2016年05期

5 肖友鵬;;CdTe薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年25期

6 焦杭州;梁振華;彭桂花;周黃歆;;水溶性CdTe量子點(diǎn)在金屬離子檢測(cè)中的尺寸效應(yīng)[J];廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

7 覃愛苗;蔣麗;蔣坤朋;廖雷;;基于水相法制備CdTe量子點(diǎn)及其功能化組裝研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年15期

8 雷智;馮良桓;曾廣根;李衛(wèi);張靜全;武莉莉;王文武;;Influence of Cu_xS back contact on CdTe thin film solar cells[J];Journal of Semiconductors;2013年01期

9 賴璐;吳小梅;梅平;;水溶性CdTe量子點(diǎn)的合成及表征[J];廣州化工;2013年11期

10 周華健;曹立新;高榮杰;蘇革;柳偉;趙艷玲;王磊;;水溶性CdTe量子點(diǎn)熒光探針的制備表征及應(yīng)用[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2013年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 姜青松;王海波;朱月華;施豐華;卓寧澤;李東志;湯坤;;CdTe半導(dǎo)體納米晶的制備及其表征[A];海峽兩岸第二十屆照明科技與營(yíng)銷研討會(huì)專題報(bào)告論文集[C];2013年

2 孫潔芳;郭磊;唐吉軍;謝劍煒;;CdTe量子點(diǎn)偶聯(lián)寡核苷酸適配體的方法研究及其傳感應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第09分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 劉劍波;羊小海;王柯敏;嵇海寧;武春雷;;氟離子對(duì)于氨基化CdTe量子點(diǎn)分散作用的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

4 郭軼;孫卓;徐躍;徐力;;CdTe熒光量子點(diǎn)標(biāo)記堿性蛋白酶[A];第十一次中國(guó)生物物理學(xué)術(shù)大會(huì)暨第九屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)摘要集[C];2009年

5 ;pH-sensitive Photoluminescence for Aqueous Thiol-capped CdTe Nanocrystals[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

6 ;Homogeneous Fluorescence-Based Immunoassay via Inner Filter Effect of Gold Nanoparticles on Fluorescence of CdTe Quantum Dots[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第9分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

7 李良;錢惠鋒;任吉存;;一種新型銅離子熒光探針——CdTe量子點(diǎn)[A];第二屆全國(guó)微全分析系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2004年

8 周建光;劉巖;沈啟慧;于東冬;趙穎;范宏亮;金麗;楊瑩麗;劉偉;金欽漢;;水相微波法合成CdTe半導(dǎo)體納米晶體[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)全國(guó)微波化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2005年

9 宋興濤;李良;任吉存;;毛細(xì)管凝膠電泳對(duì)CdTe量子點(diǎn)的高效尺寸分離[A];第三屆全國(guó)微全分析系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

10 李輝;楊彪;劉向鑫;;14.26% Efficiency of CdTe Solar Cells by Radio-frequency Magnetron Sputtering[A];第一屆新型太陽(yáng)能電池暨鈣鈦礦太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄧奕;高轉(zhuǎn)換效率的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池性能與MPPT控制方法研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

2 辛晨光;CdTe微納米線紅外光波導(dǎo)及非線性光學(xué)應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2018年

3 韓果萍;CdSe、CdTe和Co_3O_4高能晶面增強(qiáng)的光催化與傳感性能及其物理機(jī)制研究[D];陜西師范大學(xué);2017年

4 Hafiz Tariq Masood;不同背接觸結(jié)構(gòu)高轉(zhuǎn)化效率CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的制備與研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

5 郭珉;上層配置CdTe薄膜太陽(yáng)電池的制備與光電性能[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

6 汪俊;碲化鎘柔性太陽(yáng)能電池的制備與性能研究[D];吉林大學(xué);2018年

7 呂斌;CdTe薄膜電池器件制備及相關(guān)材料研究[D];南京大學(xué);2012年

8 李軍;發(fā)光CdTe納米晶的合成、組裝、復(fù)合及應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2004年

9 張皓;碲化鎘納米晶的制備及其與聚合物的復(fù)合[D];吉林大學(xué);2004年

10 武莉莉;CdTe多晶薄膜太陽(yáng)電池的背接觸研究[D];四川大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 翁澤平;SnTe緩沖層在CdTe薄膜太陽(yáng)電池背接觸中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2018年

2 劉淑榮;均相沉積方法制備CdS薄膜及其在CdTe薄膜太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2018年

3 孫賀男;水相操作法構(gòu)筑納米晶太陽(yáng)能電池及其性能研究[D];東北師范大學(xué);2018年

4 楊昭;基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CdTe太陽(yáng)能電池模擬與最大效率點(diǎn)搜索[D];華東師范大學(xué);2018年

5 潘偉;CdTe粉體的水熱合成及表征[D];東北大學(xué);2015年

6 宋昆;CdTe薄膜在SrTiO_3(111)襯底上的分子束外延及其光譜與光電性質(zhì)研究[D];華東師范大學(xué);2018年

7 張盈;電位選擇可析光電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建及其應(yīng)用研究[D];江蘇大學(xué);2018年

8 呂榮榮;碲化鎘（CdTe）量子點(diǎn)對(duì)秀麗線蟲卵子減數(shù)分裂的毒作用及其作用機(jī)制研究[D];東南大學(xué);2018年

9 陸杰;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和自噬介導(dǎo)的CdTe QDs致肝細(xì)胞毒性及機(jī)制研究[D];東南大學(xué);2018年

10 陳玉玲;CdTe薄膜的磁控濺射法制備及太陽(yáng)電池的應(yīng)用[D];暨南大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2784956