高效太阳能电池

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1、高效太阳能电池刘永奇1范君柳1潘金荣1罗宏1徐文2伍佳才2(1.苏州科技学院数理学院，江苏苏州215009；2.苏州亿帝电子科技有限公司，江苏苏州215009)摘要：设计一种能够提高太阳能电池吸收太阳光效率以及有效存储能量的方法和装置。介绍了太阳能电池的伏安特性和法拉电容的充放电特性，通过一凹面镜实现太阳光双面的吸收，以法拉电容存储太阳能。和传统单面受光电池以及用蓄电池储电相比，该装置太阳光吸收效率高、法拉电容充电时间快、放电电流大，可广泛适用于路灯及楼道灯照明等领域。关键词：太阳能电池；凹面镜；双面吸收；法拉电容；中图分类号：O472.3文

2、献标识码：ASolarCellswithHighEfficiencyLIUYong-qi1,FANJun-liu1,PANJin-rong1,LUOHong1,XUWen2,WUJia-cai2(1.SchoolofMathematicsandPhysics,SuzhouUniversityofScienceandTechnology,Suzhou215009,China;2.SuzhouYIDIElectronicTechnologyCompanyLimited,Suzhou215009,China)Abstract:Amethodanddevic

3、etoimprovetheabsorptionofsolarlightforsolarcellandefficientstorageofenergyisdesigned.V-AcharacteristicsofsolarcellandFarahcapacitor’schargeanddischargecharacteristicsareintroduced,double-sideabsorptionofsolarlightisachievedwithaconcavemirrorwithFarahcapacitorstoringsolarenergy.C

4、omparedwiththetraditionalsingle-sidesolarcellandthestoragebattery,thedeviceownstheadvantagesofhighefficiencyofabsorption,fastchargetime,largedischargecurrent,andthedevicecanbewidelyapplicabletoroadandcorridorlightingandotherrelatedfields.Keywords:solarcell;concavemirror;double-s

5、ideabsorption;Farahcapacitor项目来源于2009年江苏省高等学校大学生实践创新训练计划作者简介：刘永奇（1960-），男，辽宁盖县人，学士，高级实验师，主要从事电子线路、实验教学方面的研究。Email：LYQ6866@163.com1.引言：在21世纪，为了满足日益增长全球对能量的需求，太阳能的研究和利用显得尤为重要。本文提出一种能够提高太阳能电池吸收太阳光效率以及有效存储能量的方法和装置，通过对太阳能的吸收和存储两个环节的创新和改进，实现太阳能的高效吸收和快速存储，解决了太阳能实际应用中相关的一些问题。2.理论基础：2.1太

6、阳能电池基本理论：太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管[1-3](如图1)，正向偏压与通过电流的关系为，和是常数。根据半导体理论，二极管主要是由能隙为的半导体构成，为半导体电带，为半导体价电带。入射光光子的能量为(为普朗克常数，为光的频率)，当光子能量时，光子会被半导体吸收，产生电子和空穴对，它们分别受到半导体内电场作用而产生光电流。太阳能电池在工作时的简化电路如图所示，它可等效为一个电流源与二极管的并联。由图可知：；当输出短路时：；短路电流图1太阳能电池模型当输出开路时：代入上式得：→；为开路电压图2(a)为在全暗情况下测量太阳能电池正向偏压

7、下流过太阳能电池的电流I和太阳能电池的输出电压U；图2(b)为太阳能电池开路电压与光照关系；图2(c)为太阳能电池短路电流与光照关系。2.2法拉电容基本理论：超级电容又叫法拉电容[4-6]，法拉电容是一种新型储能装置，它是靠极化电解液来储存静电能量的电化学装置，又称为电化学双层电容，但是在储能机理上，它是高度可逆的，寿命很长，可以千万次地反复充放电，而且在很大的电流下(10至1000安培)可以快速充放电，此外有很宽的电压范围(0至2.7V)和工作温度范围(-40至+65℃)。图2(a)，太阳能电池伏安特性图2(b)，开路电压与光照关系图2(c)，短路电

8、流与光照关系法拉电容可以看作悬挂在电解液中的两个不起反应的多孔板，板的两端施加一个电压。正极板