Принцип ограничения эффективности солнечной батареи

Во-первых, предлагается принцип детального баланса.

Принцип детального баланса рассматривает предельную теорию эффективности солнечной батареи как наиболее важные и наиболее часто используемые методы.

Подробный баланс Русбрука и Шокли - это концепция 1954 года в журнале прикладной физики (Journal of Applied Physics) прислать статью.

1961 Уильям Шокли, HansJ Queisser прислал прикладную физику. Подробный предел баланса эффективности изделий из солнечных элементов с pn-переходом. формула, используемая для расчета предела эффективности, делается вывод, что предел эффективности однопереходных солнечных элементов составляет 31%.

Из нескольких предположений следующие:

1 жирным шрифтом принята температура солнца и батареи равная 6000 К и 300 К соответственно.

2, электроны и дырки в соединении только радиационная рекомбинация (радиационная комбинация), этого требует принцип детального баланса.

3, радиационная комбинация - это лишь часть от общего количества конкретного соединения, остальные - радиационные (безызлучательные).

Температура (Tsource) и от 300 k до 6000 k (Tsink) между двумя тепловыми резервуарами эффективность преобразования энергии ограничена циклом Карно 95%.

Это значение не учитывает потери батареи на излучение фотонов, модель предполагает, что потеря энергии возвращается обратно к солнцу, чтобы сохранить собственную температуру солнца. Модель коррекции, учитывающая потери фотонов и предполагающая, что процесс обратимый и удовлетворяет условиям цикла Карно, результирующая эффективность преобразования составляет 93,3%.

Во-вторых, все факторы оптимизации, солнечный элемент может в конечном итоге достичь предела эффективности

Если все факторы будут оптимизированы, включая электрические, оптические и материальные, тогда эффективность солнечного элемента может в конечном итоге достичь предела чего? Это одна из самых волнующих людей и всевозможная оптимизация в желаемом направлении. Важность принципа детального баланса заключается в том, что это теоретические минимальные пределы, которые теперь находятся ниже КПД Карло, ниже предела Лангфорта (Ландсберга), он объективно может достичь максимальной эффективности.

У этой теории есть несколько таких предположений:

1, только энергия, превышающая ширину полосы пропускания фотона, может быть поглощена, а не малая.

2 фотон может порождать только пару.

3, поглощение энергии фотона используется для стимуляции пары и сохраняется как потенциальная энергия пары электрон-дырка.

4, только излучательная рекомбинация.

5, полупроводниковые материалы полностью соответствуют поведению абсолютно черного тела.

Не обращайте на это внимания: если Солнце является гипотезой черного тела 6000 k (обычно), он будет в соответствии с "распределением излучения черного тела Планка" способом потока энергии в другом излучении из разных длин волн энергии фотона, начиная с длины волны 0, к полосе пропускания для нижнего предела полупроводника. Воздействие солнечных элементов, например, мы предполагаем, что температура батареи 300 К (комнатная температура), поскольку часть потери энергии неизбежна, есть батарея, поскольку объекты с определенной температурой обязательно должны быть энергии излучения. Что такое радиация? Во-первых, оно должно подчиняться распределению излучения абсолютно черного тела Планка менее 300 кОм. Во-вторых, может, потому что энергия является «плохим» (я называю это потенциальной энергией) распределения формирующейся электронной дыры, поэтому длина волны соответствует нижнему пределу энергия разрывает всю ширину диапазона значения «потенциальной энергии».

Распределение энергии солнечного фотона, чтобы получить полную клетку, поглощающую энергию как переменную интегральную энергию; При коротком замыкании АКБ плотность тока = (от излучения фотонов - сам аккумулятор отключен от электронов) X (электронная мощность); Напряжение = «разность» пары; Выходная мощность = X текущее напряжение; Теоретический предел = выходная энергия / входная энергия.

Это сложно, но покопаться в сути математики не так уж и сложно. Означает, что вы ограничены от солнца, и вы, помимо поглощения излучения, также должны выходить из строя (если это трудно понять, но физический, что так), последний доступный предел - это предел эффективности. Некоторые интересные данные о впечатлениях в мозгу: когда 1 солнце (батарея) без концентратора, если вы можете сделать N слоев (N бесконечных), поскольку полоса пропускания покрывает весь диапазон длин волн, то вы получите не более 68,2% эффективности; В солнечном концентраторе 45800 кремниевая солнечная батарея не превышает 40,8% максимум; 1 солнце не более 30,0% кремниевых элементов.

Это теория предела, выше, чем это, согласно пониманию людей сейчас, это невозможно.

Это базовое уравнение мы можем использовать для расчета программы, первый общий шаг - в соответствии с формулой излучения черного тела для расчета тока короткого замыкания и обратного тока насыщения, затем текущее напряжение будет использоваться, чтобы сказать, выходная мощность Po, которая стала Включая только функцию напряжения, производную, чтобы получить наилучшее напряжение, а затем определить наилучший КПД. Используйте эту теорию при вычислении тока, одно из предположений - «фотон может создать пару», поэтому, когда вы знаете, сколько фотонов эффективно используется, сколько генерируется заряд, базовое электричество затем умножается на ток.

Эффективность предела детальной балансировки невысока, потому что ее допущения очень строгие. Например, «фотон может ударить только пару» (фактически, методом ударной ионизации можно сделать уже более одного попадания фотона в пару); Опять же, энергия меньше ширины запрещенной зоны, энергия фотона не поглощается ( Фактическая ситуация и эксперимент показал, что не полностью поглощается, многие из них являются своего рода вызовом «экситонное поглощение, а также наличие передачи энергии).

Страница содержит содержимое машинного перевода.