这个是模电的问题,说的详细了要几千字,你就明白PN节的工作原理就能知道为什么单向导电了。、
LED的发光过程包括三部分:
1、正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。
2、微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。
3、光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。
LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片,用银胶或白胶固化到支架上,然后用银线或金线连接芯片和电路板,四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,最后安装外壳,所以 LED 灯的抗震性能好。
本文由1354589666贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 LED LED发光原理及特点 LED发光原理及特点 主讲人:张颖 LED照明概念 LED照明概念 LED( LED(Lighy Emitting Diode),又称发光二极管,它 Diode),又称发光二极管, ),又称发光二极管 们利用固体半导体芯片作为发光材料, 们利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向 电压,半导体中的载流子发生复合, 电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而 引起光子发射产生可见光。 引起光子发射产生可见光。 Led发光原理 发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片, 在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。在某 些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时 会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光 能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利 用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称 LED。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流 从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜 色的光线,光的强弱与电流有关。电子和空穴之间的能量(带隙) 越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色 对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量最多, 桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带 隙,从而能够发出不同颜色的光。 LED照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前,已 LED照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前, 照明光源的主流将是高亮度的白光LED 商品化的白光LED多是二波长, LED多是二波长 商品化的白光LED多是二波长,即以蓝光单晶片加上 YAG黄色荧光粉混合产生白光 黄色荧光粉混合产生白光。 YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三 波长白光LED 即以无机紫外光晶片加红、 LED, 波长白光LED,即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三 颜色荧光粉混合产生白光,它将取代荧光灯、 颜色荧光粉混合产生白光,它将取代荧光灯、紧凑型 节能荧光灯泡及LED背光源等市场。 LED背光源等市场 节能荧光灯泡及LED背光源等市场。 LED的电源电路 LED所须之电源为直流、低电压,故传统上用以推 动钨丝灯泡或日光灯之电源并不适合直接推动LED灯 具。 而传统的定电压转换器必须经过修改后,才能适用 于推动LED灯具;电路修改需考量定电流输出、能源 转换效率、功率因素(power factor)等,均将考验电子 电路的 设计技术。 常见的两种解决方案( 常见的两种解决方案(一) 低频变压器及半波或全波整流电路 (一) 如图一所示,这种提供LED电源的方式非常简单只 需一个低频变压器,整流器,滤波电容还有一个用 来调整亮度的可变电阻。串联LED的数目主要由变 压器的圈数比所决定。一旦选用圈数比固定之后若 要得到一样的亮度,就很不容易改变LED的数目。 只能够藉由并联的方法增加LED的数目,但这种电 源架构很不容易做到并联的LED有相同的亮度。 优点:电路简单、成本低 缺点:体积大、电压模式,LED亮度会随着供应电 压之变化而有所改变;无法提供定电流输出;突波 电流较大。 常见的两种解决方案( 常见的两种解决方案(二) 低频变压器及半波或全波整流电路 (一) 如图一所示,这种提供LED电源的方式非常简单只 需一个低频变压器,整流器,滤波电容还有一个用 来调整亮度的可变电阻。串联LED的数目主要由变 压器的圈数比所决定。一旦选用圈数比固定之后若 要得到一样的亮度,就很不容易改变LED的数目。 只能够藉由并联的方法增加LED的数目,但这种电 源架构很不容易做到并联的LED有相同的亮度。 优点:电路简单、成本低 缺点:体积大、电压模式,LED亮度会随着供应电 压之变化而有所改变;无法提供定电流输出;突波 电流较大。 最新技术:LED照明之电源 最新技术 切换式定电流供应器(图三) 如图三所示,属于定电流的电源供应器,输出电流可调整非常适合LED 照明的应用。因为没有额外的可变电阻VR,所以电源使用率比前两种方 案高些。在LED的串联使用上非常方便,因为流经LED的电流固定不受 LED数目的影响。对于LED的并联使用仍无法保证并联路径LED的均流 效果。 目前大电流的LED照明电源大都采用前两种解决方案,但相较之下,切 换式定电流供应器的定电流输出模式更为适合,因为无论是在串联或并 联应用上,均可轻易控制每路LED电流,进而达到亮度一致;另外关于 输入电流的谐波失真尽可能低,对于总电流谐波失真(THD)大小及功率 因子值会因采用不同国家标准而有所不同,商品化的产品只要在设计上 符合该申请国家的标准既可,无须做到功率因子近似1,或THD小于10%, 否则在成本上将会提高很多而失去产品竞争力,至于THD规范可参考 IEC1000-3-2 class D,在设计时也要特别注意LED的开路与短路保护。 从过去使用上之不方便,发展出定电流模式之电源,当 作LED照明之电源。可允许LED串、并联之应用,较易 控制流经LED之电流、也就是较易控制LED亮度。 这种电源采用切换式技术所以体积远比前一种方 案小很多。 其中的VR是可变电阻用来调整LED亮度。若采用输出电压可 调变的电源供应器,对于LED的串并联应用会方便很多,目 前可调输出电压的电源价格偏高或是体积会比固定电压模 式的大些。 优点:技术很成熟,易取得;目前大部份LED照明的电源方式,电压负 载,变化稳定性佳。 缺点:切换式电源供应器对于LED之串联或并联,不容易提供固定电源 ,电流负载 (current load ) 变化大;所以无论是LED之串联或并联 应用,流经每一LED之电流不相同,反应到实际应用品上,即LED亮度 亦不易控制,因此解决方案较不利于LED照明电源。 (三)LED光源的基本特征 LED光源的基本特征 LED光源的基本特征 LED光源的基本特征 1、发光效率高 LED经过几十年的技术改良 经过几十年的技术改良, LED经过几十年的技术改良,其发光效率有了较大 的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12 24流明 12- 流明/ 的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦,荧 光灯50~70流明/瓦,钠灯90~140流明/瓦,大部 光灯50~70流明/ 钠灯90~140流明/ 50 流明 90 流明 分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达 分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达 50~200流明 流明/ 而且其光的单色性好、光谱窄, 50~200流明/瓦,而且其光的单色性好、光谱窄, 无需过滤可直接发出有色可见光。目前, 无需过滤可直接发出有色可见光。目前,世界各国均 加紧提高LED光效方面的研究, LED光效方面的研究 加紧提高LED光效方面的研究,在不远的将来其发光 效率将有更大的提高。 效率将有更大的提高。 LED光源的基本特征 LED光源的基本特征 2、耗电量少 LED单管功率 单管功率~瓦,采用直流驱 单管功率 ~ 瓦 单管驱动电压~伏,电流 ~18毫安, 毫安, 动,单管驱动电压 ~ 伏 电流15~ 毫安 反应速度快,可在高频操作。同样照明效果的情况下, 反应速度快,可在高频操作。同样照明效果的情况下, 耗电量是白炽灯泡的八分之一,荧光灯管的二分之一、 耗电量是白炽灯泡的八分之一,荧光灯管的二分之一、 运行成本大幅下降。 运行成本大幅下降。 日本估计,如采用光效比荧光灯还要高两倍的 日本估计, LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相 替代日本一半的白炽灯和荧光灯。 替代日本一半的白炽灯和荧光灯 当于60亿升原油 就桥梁护栏灯例, 亿升原油。 当于 亿升原油。就桥梁护栏灯例,同样效果的一支 日光灯40多瓦 而采用LED每支的功率只有 瓦,而 多瓦, 每支的功率只有8瓦 日光灯 多瓦,而采用 每支的功率只有 且可以七彩变化。 且可以七彩变化。 与传统的荧光灯相比,LED照明以高达50,000小 时的使用寿命为特色,而荧光灯只有13,000-18,000 小时,并且具有3倍的灯光一致性,具有一般荧光灯 不能配备的调光及循环能力,更节能。当然,节能是 我们考虑使用LED光源的最主要原因,也许LED光源要 比传统光源昂贵,但是用一年时间的节能收回光源的 投资,从而获得4~9年中每年几倍的节能净收益期。 LED寿命长达10万小时,意味着每天工作8小时, 可以有35年免维护的理论保障。 LED光源的基本特征 LED光源的基本特征 3、使用寿命长 LED光源有人称它为长寿灯 意为永不熄灭的灯。 光源有人称它为长寿灯, LED光源有人称它为长寿灯,意为永不熄灭的灯。 而对LED来说,发光效率能够达到白炽灯的 到10 来说, 而对 来说 发光效率能够达到白炽灯的5到 使用寿命可达到5万到 万小时,也就是5年到 万到10万小时 倍,使用寿命可达到 万到 万小时,也就是 年到 10年的时间,正常情况下正常使用 年无须维修。因 年的时间, 年无须维修。 年的时间 正常情况下正常使用5年无须维修 此免除频繁换灯之苦,其维护成本可大为降低。 此免除频繁换灯之苦,其维护成本可大为降低。 LED光源的基本特征 LED光源的基本特征 4、安全可靠性强 发热量低,没有紫外辐射,无热辐射 冷光源, 无热辐射, 发热量低,没有紫外辐射 无热辐射,冷光源,可 以安全抵摸:能精确控制光型及发光角度,光色柔和, 以安全抵摸:能精确控制光型及发光角度,光色柔和, 无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内 无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。 置微处理系统可以控制发光强度,调整发光方式, 置微处理系统可以控制发光强度,调整发光方式,实 现光与艺术结合。 现光与艺术结合。 LED光源的基本特征 LED光源的基本特征 5、有利于环保 LED为全固体发光体 耐震、耐冲击不易破碎, 为全固体发光体, LED为全固体发光体,耐震、耐冲击不易破碎,废 弃物可回收,没有污染。光源体积小,可以随意组合, 弃物可回收,没有污染。光源体积小,可以随意组合, 易开发成轻便薄短小型照明产品,也便于安装和维护。 易开发成轻便薄短小型照明产品,也便于安装和维护。 6 色彩变化 就是要求所用的光源,可以按照预定设想、在色彩、 就是要求所用的光源, 可以按照预定设想、 在色彩、 在亮度、配置等各方面加以变化, 光源可利用红、 在亮度 、配置等各方面加以变化, LED光源可利用红、 光源可利用红 蓝三基色原理, 绿、蓝三基色原理,在计算机 控制下可以使三种颜色 同时具有256级灰度并任意混合,即可产生256 种颜色, × 256× 256=16777216种颜色, 形成例如水波纹 × 种颜色 式连续变色或定时色彩变化等,形成夜晚色彩绚丽的 式连续变色或定时色彩变化等, 灯光幻影,及各种图形。这种“多色彩、多图案” 灯光幻影,及各种图形。这种“多色彩、多图案”的 变化,正好显现了LED光源的特色。 变化,正好显现了 光源的特色。 光源的特色 7 图案变化 LED光源能已平滑缓慢的进行红、黄、蓝、绿、青、 橙、紫、白七种颜色的过度及变色。接通与切断LED 的时间以微妙计算,可以较方便地制成流水般跑动和 奔放跳动的动态变化。因此是传统光源无法比拟的, 并且变化方式由于受程序控制,所以可以编制无数种 程序形成无数种变化,LED光源构成的跑跳式灯光, 可以让人感到耳目一新,永不单调,心旷神怡,激情 荡漾,可充分体现灯光的动态效果。 8.冷光源 它还提供6500的相关色温,显色指数为 72。该系统能用在超市、便利店、杂货 店等手取式低温待售产品表面,散发通 用质量的灯光,以更大的灯光均匀度、 减少地板上扰人的眩光以及隐藏显示柜 光源等方式,提高产品的可销性。更适 合古建筑物的照明工程中. 9“高新尖”技术 与220V交流电控制的传统光源单调的发光效果 相比,LED光源是低压微电子产品,成功融合了计算 机技术、网络技术,无限遥控技术,嵌入式控制器技 术,所以亦是数字信息化产品。是半导体光电器件的 “高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多 变的特点,为照明、显示、景观一次同时展现。 10. 电压: LED使用低压电源,供电电压在6-24V 之间,根据产品不同而异,所以它是一 个比使用高压电源更安全的电源,特别 适用于公共场所。低压运行,几乎可达 到100%的光输出,调光时低到零输出, 可以组合出成千上万种光色,而发光面 积可以很小,能制作成1平方毫米。 11. 稳定性: 10万小时,光衰为初始的50% 12. 适用性: 由于LED体积很小,每个单元LED小片是 3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形 状的器件,并且适合于易变的环境.发光 体接近点光源(有利于LED的灯具设计) 13.响应时间短 其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯 的响应时间为纳秒级 .所以,LED响应时 间短反应速度快. 白光LED的开发 的开发 白光 对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年 发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇 铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光 (λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含 Ce3+的YAG 荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射, 峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆 盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。 LED基 片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧 光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于 InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学 组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温350010000K的各色白光。(如下图所示) 1
半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。一、 半导体发光二极管工作原理、特性及应用(一)LED发光原理 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、 GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光,如图1所示
假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即λ≈1240/Eg(mm)式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光),半导体材料的Eg应在~之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。
当液晶分子有序排列时表现出光学各向异性,光通过液晶时,会产生偏振面旋转,双折射等效应。液晶分子是含有极性基团的极性分子,在电场作用下,偶极子会按电场方向取向,导致分子原有的排列方式发生变化,从而液晶的光学性质也随之发生改变,这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。液晶是1888年奥地利植物学家Reinitzer在做有机物溶解实验时,在一定的温度范围内观察到的,1961年美国RCA公司的Heimeier发现了液晶的一系列电光效应,并制成了显示器件。液晶显示器件由于具有驱动电压低(一般为几伏),功耗极小,体积小,寿命长,环保无辐射等优点,在当今已广泛应用于各种显示器件中。
答:光电效应实验思考题1什么是光电效应,光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应( Phot cel ectric effect )。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面立即就会逸出光电子,发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。在入射光一定时,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之増大。但光电流不会无限增大,要受到光电子数量的约束,有一个最大值,这个值叫饱和电流。所以,当入射光强度塔大时,根据光子假设,入射光的强度。
太阳能热发电是指将太阳光聚集并将其转化为工作流体的高,温热能,然后通过常规的热机或其它发电技术将其转换成电能的技术。下面是我整理的太阳能热发电技术论文,希望你能从中得到感悟!
浅谈太阳能热发电技术的应用
摘要:太阳能光伏发电已成为人们摆脱对化石燃料依赖的巨大功臣之一,尤其是化石燃料在提供能量的同时对居住环境带来的温室效应等各种负面影响及化石燃料的逐渐枯竭,世界各国都在研究和探索清洁、环保的可再生能源,如太阳能、风能、水能等。太阳能作为新型清洁能源之一,拥有巨大潜力。尽管太阳能具有很多优点,但太阳能的分散性、不易储存、受环境影响等多方面的不利因素影响着太阳能的开发及利用。经过国内外专家的潜心研究,太阳能技术的开发不断深入,太阳能热发电技术已进入了商业运用阶段。
关键词:太阳能电池;热发电;太阳能发电技术
能源已成为影响经济社会发展的一大主要因素,尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐渐枯竭,当今世界已出现了能源争夺之战。局部地区的动乱很多都是由不可再生能源的争夺引发的。面对人们能源需求量的增加而不可再生能源的减少,人们开始转而寻求对可再生能源的开发,如风能、水能、太阳能等。尽管目前太阳能占能源总量的比重不大,但未来的发展潜力不可限量,有专家推测,到2100年来自太阳的能源超过世界能源需求总量的一半以上。
一、太阳能热发电技术概述
太阳能作为一种清洁能源之所以被人们开发利用的时间不长是因为太阳热能的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,使太阳能的收集和利用比较困难。因此,要想研发太阳能光伏发电技术,必须要找到有效地收集和利用太阳能的方法,也是太阳能热发电技术的关键。因此太阳能光伏发电技术有四个关键技术,即聚光器技术、吸收器技术、跟踪技术和热能存储技术。聚光器技术、吸收器技术主要是研究如何更高效地获取太阳光源,难点在于解决太阳光热能的低密度、分布不断变化等特点;热能存储技术攻克的难点在于如何将收集到的太阳光源存储起来,并减少热量的损失,以备在阴天、下雨、夜间等无太阳光源时提供能量。
尽管太阳能是一种天然的、清洁的、可再生的能源,但由于太阳能所具有的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,造成其开发利用投入的成本较高,阻碍了人们对太阳热能的开发。但是太阳热能技术一旦前期投入完成(固定投入),后期将带来可观的经济效益,再加上化石燃料对地区环境带来的负面影响及其本身的不可再生性,促使各国政府转向大力支持太阳热能的开发。太阳能热发电这基础的四方面技术解决的核心在于新型材料的研发。当前太阳能发电技术主要是太阳能光伏(PV)电池技术和聚光太阳能(CSP)技术。我国幅员辽阔,横跨多个纬度,再加上地形地貌的多样,太阳能开发前景广阔,根据2009年的世界太阳能发电关联产品的统计数据显示,我国大陆在结晶硅太阳能电池及结晶硅太阳能电池组件上的产业规模已位居世界第一,占世界总量的一半左右,是重要的太阳能光伏电池生产国。
二、太阳能热发电常见的模式及比较分析
在能源危机的驱动下,各国专家的持续研究下,人们对太阳能的开发已进入了一个新的时期,目前已开发出多种形式的太阳能热发电模式,其中有部分技术较为成熟,已投入商业运行中。太阳能热发电的关键技术之一就是集热器,太阳能热发电模式也可按集热器类型的不同,分为平板型光伏发电系统和聚光型光伏发电系统。
(一)平板型光伏发电系统
平板型光伏发电系统包括太阳能电池板、直流保护与汇集系统、交流保护与开关系统、逆变器、发电量计量、基础结构等几部分。此系统的工作原理是电池板阵列经汇线箱(盒)汇集后直接向直流负荷供电,再经逆变器将汇集后的直流电源转变成符合交流电压、频率的单相或三相交流电,最后汇入用户的电源系统。平板型光伏发电系统主要在大规模并网型电厂使用,在应用中需要考虑直流线路、交流线路、升压站等部分,在发电过程中,为了提高太阳光的利用率,通常采用单轴或双轴追踪系统,加长阳光直射的时间,提高发电量。因追踪系统的原理是根据太阳方位角的旋转产生阴影效应来驱动电池板,所以该系统占地面积较大。总体来看平板式光伏发电系统结构简单、技术含量低、安装施工方便,所需的硅晶体材料的降价,成本呈下降趋势。据估算平板式光伏发电系统每千瓦发电量的综合投资成本约为~4万元。但该系统存在发电效率低、不便运输、不便于维护等缺点。
(二)聚光型光伏发电系统
聚光型光伏发电技术,是最近几年发展起来的大规模光伏发电技术,多用于兆瓦以上规模的并网型太阳能光伏发电厂。聚光型光伏发电技术与平板型光伏发电技术相比,具有更经济、建设周期短、维护方便、占地面积小、对场地平整程度要求不高等优点。聚光型光伏发电系统又可分为槽式聚光热发电系统、塔式聚光热发电系统和碟式斯特林太阳能热发电系统三大类。
1.槽式聚光热发电系统。太阳能发电最早被使用的技术就是槽式聚光技术,其也成为聚光式太阳能技术中最为成熟的技术。槽式太阳能热发电是借助槽形抛物面聚光器将太阳光聚焦反射到接收聚热管上,通过管内热载体将水加热成蒸汽,推动汽轮机发电。因此,槽式热发电的关键技术是太阳热能聚光器、吸收器、跟踪技术及高温热能储存技术。槽式太阳能热发电厂主要包括集热和发电两大部分。其中集热部分不同于传统发电,主要包括:抛物面槽形反光镜、热接受器、单轴追踪控制系统、集热器基础结构几部分。槽式聚光热发电系统是目前使用最早,最成熟也最为经济的发电系统。
2.塔式聚光热发电系统。塔式聚光技术是通过接受器聚焦分布安装在聚光塔周围呈环形排布的定日镜阵反射的太阳光。在接受器内实现热能的转化,进而驱动涡轮机带动发电机发电。西班牙的PS20是目前建设的最大的塔式热发电厂,装机容量为20MW,占地约1 415亩。若场地条件允许,此系统可以搭配传统热电厂,形成循环蒸汽涡轮机发电系统,减少对化石燃料的依赖。
3.碟式斯特林聚光热发电系统。碟式斯特林聚光热发电系统主要由旋转抛物面反射镜、吸热器、跟踪装置和热功转换装置等组成,安装在一个双轴跟踪支撑装置上,实现定项跟踪,连续发电。碟式斯特林聚光热发电系统既保留了塔式系统聚焦比高、规模大的优点,又较好地解决了塔顶吸热器热损大的缺点,安装维护成本较低。但碟式斯特林聚光热发电系统也存在一些明显的缺点,如发电效率低、占地面积大、使用材料多等。
针对三种聚光式热发电系统在规模、运行温度、年容量因子、峰值效率、年净效率、商业化情况及技术开发风险等因素做出的综合比较,从各项指标可以看出,槽式系统目前在商业运行中比较成熟。
三、太阳能热发电技术的应用前景
能源危机加上太阳能资源的多种优势,大量的传统的靠化石燃料获取能源的公司转而进入太阳能发电的开发,尤其是一些资源贫乏的发达国家,如日本等。太阳能的存储是一项关键技术,目前涉猎太阳能电池的企业已形成规模。太阳能电池按材料组成可分为结晶系、薄膜系、多接合系、有机系等,市面常见的是结晶硅型,而薄膜系太阳能电池未来也将有较大的市场。我国作为能源需求大国,在结晶硅太阳能电池和结晶硅太阳能电池组件的生产上成绩显著,总量均占到世界总量的一半左右。在世界各国的努力下,新型复合材料的制成,获取太阳能技术将不断成熟,成本也会降低,大规模的太阳能热电厂会越来越多,当太阳能发电成本降低到一定程度时,将会成为未来电网的主力。
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基于P2N 结的太阳能电池伏安特性的分析与模拟摘 要 通过分析实际P2N 结与理想模型之间的差别,建立了P2N 结二极管及太阳能电池的数学模型;利用Matlab 中的系统仿真模块库建立仿真模型,设置参量,求解模型方程并绘制了图形1 对太阳能电池在一定光照下旁路电阻及串联电阻取不同数值时对其开路电压、短路电流及填充因子的影响做了模拟,并与实际测得的硅太阳能电池伏安特性进行了比较1 模型分析与实验测量的结果表明:等效的旁路电阻和串联电阻分别影响电池的开路电压和短路电流1 仿真结果与实验测量结果一致1关键词 P2N 结;伏安特性;等效电路模型;太阳能电池中图分类号 O475 文献标识码 A0 引言P2N结是许多微电子和光电子器件的核心部分1这些半导体器件的电学特性及光电特性由P2N 结的性质所决定,掌握P2N 结的性质是分析这些器件特性的基础1 半导体导电是通过两种载流子的漂移、扩散及产生与复合实现的[1 ]1 由于P2N 结的非线性特性,其电流电压关系无法通过一个简单的解析模型来确定1 虽然肖克莱方程给出了理想P2N结的电流电压关系,但与实际器件的性质差别很大1在实际器件中,由于表面效应、势垒区载流子的产生及复合、电阻效应等因素的影响,其电流电压特性只在很小的范围内接近理想值1 正向电压增大时, I2V曲线由指数关系转变为线性关系1 反向电压增大时,在一定范围内也是线性关系,反向电压过大还会发生P2N 结的击穿1本文通过一个简单的电路模型模拟了实际的P2N 结,讨论了各实际参量对伏安特性的影响1 并针对太阳能电池在一定光照下其实际参量如旁路电阻和串联电阻对其开路电压、短路电流及填充因子的影响,利用计算机对其伏安特性进行建模分析,以获得接近实际器件的特性11 P2N结的伏安特性分析及等效电路理想P2N 结模型满足小注入、突变耗尽层及玻耳兹曼边界条件,且不考虑耗尽层中载流子的产生和复合作用[2 ]1 其电流电压关系可由肖克莱方程给出,即J = J s expqVk T- 1 (1)式中,V 为P2N 结两端的电压, J 为通过P2N 结的电流密度, J s 为反向饱和电流1 当正向偏压较大时,括号中的指数项远大于1 ,因而第二项可以忽略,电流密度与电压呈指数增加关系1 反向偏压时,当q| V | m k T 时, 指数项趋于0 , 电流不随电压改变,趋于饱和值J s1实验测量发现,肖克莱方程与实际P2N 结的伏安特性偏离较大,主要表现在两个方面:1) 正向电压较小时,理论值比实验值小,正向电压较大时,J2V关系变为线性关系;2) 反向偏压时,反向电流比理论值大许多,反向电流不饱和,随反向偏压的增大略有增加1 这说明理想模型不能真实反映实际器件的特性,需要建立更为完善的P2N 结模型[3 ]1 在实际器件中,载流子的产生、传输和复合会对P2N 结中的空间电荷场产生影响[4 ] ,从而导致P2N 结电流电压特性偏离理想方程1正向偏压时,注入势垒区的载流子有一部分形成复合电流,其大小与exp ( qV/ 2 k T) 成正比, 总电流密度为扩散电流密度与复合电流密度之和1 对于硅,在较低正向偏压下, 复合电流占主要地位, 因而总电流大于理想条件下的电流,正向偏压较高时,复合电流可以忽略具体的去我们论坛看看吧!!
IQE和EQE,网上的PPT一大堆不晓得你的实验有什么器材。中学物理知识。买一本《应用光伏学》的书看看吧,自己上网找资料学习
当光照强度增大到某个特定值时,硅光电池的p-n结产生的光生载流子数达到了最大值,即出现饱和,再增大光照强度,其开路电压不再随之增大
通过实验直接测得的光谱响应为外量子效率,其中计入了电池正表面的反射损失和背面的投射损失。可用辐射热源与液氮系统设计变温IV以及变温QE测试实验;可用调频激光测试IV与QE获得频率响应 最简单的方案是利用二极管设计单向通电电路。
声悬浮技术可以模拟空间无容器状态,用于材料凝固理论和制备工艺的研究。水通常在 0℃结冰,而我们在实验中发现,声悬浮条件下水滴可以冷却到−32℃仍然保持液体状态。这种物质在温度低于熔点而仍然保持液体状态的现象称为过冷现象,其温度与熔点的差值称为过冷度。熔体能够实现过冷是因为结晶需要经历一个形核阶段。在常规条件下,熔体与容器壁的接触,可以促进晶体的异质形核,因而过冷度很小,几乎在温度降至熔点即开始凝固。通过悬浮无容器处理,可以避免熔体与器壁的接触,使晶体的形核变得困难,从而实现深过冷。这类似于降雨过程,除了水蒸汽要求达到过饱和状态,还需大气中灰尘作为凝结核。过冷态的水处于亚稳状态,一旦开始结冰,其凝固速率将远远大于常规条件下冰的生长速率。实验测定发现,在−24℃的过冷水中,冰枝晶的生长速率可达 170 mm/s,整个水滴的凝固在瞬间完成。悬浮条件下晶体的形核及生长特征为熔体的形核规律研究提供实验依据。悬浮无容器处理是实现深过冷快速凝固研究的重要手段。近年来,声悬浮技术还被广泛用于微剂量生物化学研究。它可以消除容器对分析物的吸附,保持细胞的自然生存环境,避免器壁对分析检测信号的干扰。
1866 年,德国科学家孔特(Kundt)首先报道了谐振管中的声波能够悬浮起灰尘颗粒的实验现象。1933 年波兰物理学家巴克斯(Bücks)等人利用声辐射力作用下水雾的分布实现了声场可视化,并成功地悬浮起多个直径为 1~2mm 小水滴。1934 年,加拿大物理学家金(King)计算了理想流体中刚性小球受到的声辐射力,从而揭示了声悬浮是高声强条件下的一种非线性现象。1964 年,美国明尼苏达州立大学的汉森(Hanson)等人根据金的理论设计建造了一台用于单个液滴动力学行为研究的声悬浮装置。1975 年,美国科学家威马克(Whymark)将声悬浮用于空间实验的定位,并研究了铝、玻璃及聚合物在无容器条件下的熔化和凝固过程。现在,人们可以通过声悬浮方法,实现各种金属材料、无机非金属和有机材料的无容器处理,开展液滴动力学、材料科学、分析化学和生物化学等方面的研究。
声波悬浮是什么?把泡沫小球放在仪器上,不可思议的现象出现了!