[毕业设计] GaAs三结电池的热电特性分析 [复制链接]

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　　毕业设计 GaAs三结电池的热电特性分析，共41页，21944字
　　
摘要
　　
随着科技的发展，人类的进步，社会对能源的需求与日俱增，环境污染，能源短缺日益成为制约社会发展的重要问题，清洁可持续能源是人类的唯一选择。太阳能以其储量巨大，分布广泛，清洁无污染越来越引起人们的关注。太阳能发电技术是利用半导体光伏材料的光电转化效应来将光转化为电，如今太阳能发电技术已经走入了生活中，但是传统的光伏发电成本高，维护费用高昂，而且衰减严重。
　　
聚光太阳能发电技术应运而生，由于聚光光学部件的加入，降低了电池材料的用量
　　
在降低电池成本的同时，却获得更多的电力，极大的降低了发电的综合成本。但在聚光条件下，电池的温度会随聚光倍数上升而升高，高温会改变半导体的禁带宽度，降低开路电压，既降低电池的发电输出功率。因此如何散热成为关系聚光太阳能电池效率和稳定的关键因素。本文将通过理论计算、有限元仿真和实验验证对多结GaAs电池热电特性进行研究。一方面，本论文通过建立温度的等效回路模型，在聚光条件下，分析计算光照强度
　　
电池温度和输出功率的关系；并且应用ANSYS有限元软件在同样边界条件下，分析单个GaAs多结太阳能电池的散热问题，通过分析玻璃盖片、焊接层，焊接基板对散热的贡献不同，开发最佳的封装结构。另一方面，使用ANSYS分析由多个电池构成的4×4聚光发电模组的散热特性，并自主搭建简易的户外测试系统和500倍4×4聚光发电模组对其进行实际热电特性分析，最终验证了理论模型的合理性和准确性。
　　
实验表明实测值与理论计算和软件仿真值相差甚微，但考虑到测温手段、环境等不可控的因素造成的误差，实际获得的结果是可取的。此一系列结果为模组开发和系统制造提供了丰富的理论基础和数据支持。
　　
关键词：GaAs、聚光光伏、热电特性、ANSYS
　　

　　
目录
　　
第一章    绪论    1
　　
§1-1    GaAs太阳电池的发展及应用    1
　　
§1-2    聚光太阳电池研究进展    3
　　
§1-3    聚光电池热分析的研究进展    4
　　
§1-4    课题研究的主要任务    5
　　
第二章    GaAs电池的理论原理    6
　　
§2-1    GaAs电池的原理    6
　　
§2-2    聚光光伏系统概述    8
　　
§2-3    GaAs电池热理论计算    10
　　
第三章    聚光电池热分析理论计算和有限元建模    16
　　
§3-1    热力学理论计算    17
　　
3-1-1 等效温度回路的建立    17
　　
3-1-2理论推导    19
　　
3-1-3计算结果    20
　　
§3-2    聚光电池有限元建模    22
　　
3-1-1聚光电池模型的建立    22
　　
3-1-1分析参数的设定    24
　　
第四章    聚光电池有限元仿真及户外实验验证    26
　　
§4-1    聚光电池仿真分析与优化结构设计    26
　　
4-1-1户外测试实验    26
　　
4-1-2户外测测试结果与理论计算结果分析    27
　　
4-1-3户外测试结果与ANSYS仿真结果对比    28
　　
§4-2    聚光模组仿真分析与优化结构设计    30
　　
4-2-1基板与焊接材料的分析与优化    30
　　
4-2-2保护胶厚度分析与优化    31
　　
4-2-3导热胶的优化分析    32
　　
4-2-4散热铝板的厚度分析与优化    33
　　
§4-3    户外实验验证    33
　　
第五章    结论    35
　　
参考文献        36

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