船用太阳能电池板玻璃盖片光学性能损伤效应研究

摘要

将新能源应用于船舶行业，发展绿色船舶，必将成为未来船舶发展的方向。其中将太阳能电池应用于船舶上，通过调整电池板与入射太阳光的角度以获得更多的太阳能，然后太阳能将转换为电能直接应用或储存起来。然而，太阳能光电转换效率不仅取决于半导体硅片材料自身的光电转换效率，且与太阳能电池板玻璃盖片的光谱透过率息息相关。船用太阳能电池板所处的海洋环境极为苛刻，含有大量的盐分、水气及海风中夹杂的酸碱性物质，受这些因素的影响，太阳能电池板玻璃盖片会发生污染、着色、腐蚀和磨损等一系列情况，导致玻璃盖片的光学性能衰减和表面损伤。因此研究海洋环境条件下太阳能电池板玻璃盖片的光学性能衰减规律和表面损伤特征具有重要意义。
　　 论文以船用太阳能电池板玻璃盖片为研究对象，主要从太阳能电池在船舶上的应用在海洋环境下所面临的主要问题入手，分析其光电转换效率以及光电转换效率的影响因素。建立了室内模拟海洋环境下研究船用太阳能电池板的试验方法和试验规范，通过该试验系统能模拟太阳能电池板工作所处的海洋环境，采用加速试验研究玻璃盖片的光谱透过率变化规律及表面变化规律。
　　 研究了不同海水盐分浓度下的玻璃盖片试样的光谱透过率变化规律，观察了玻璃盖片的表面变化状况，试验结果表明，在人造海水条件下太阳能电池板玻璃盖片随着试验时间的增加，其被腐蚀的程度在加深，表现为斑点的生成，光谱透过率呈波动变化，主要呈现出先下降然后又上升的趋势。
　　 开展了太阳能电池板在有无人造海水浸渍条件下的输出特性对比试验，通过两组不同表面环境的相同太阳能电池组件在同样的温度、同样的辐射强度条件下的对比试验，得出了太阳能电池板输出特性的变化规律，并分析了变化的影响因素，以期为提高船用太阳能电池板的可靠性和太阳能系统的效率提供参考依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的重要性

1.2 光伏太阳能电池

1.2.1 太阳能电池的发电原理

1.2.2 太阳能电池板结构

1.2.3 船用太阳能电池特性的影响因素

1.3 船用太阳能电池板光学性能损伤效应的国内外研究现状

1.4 课题来源

1.5 研究的主要内容

第2章 试验设计及方法

2.1 试验设计框架

2.2 试验方法

2.3 试验步骤

2.4 试验设备

2.5 试验分析流程

2.6 本章小结

第3章 太阳能电池板玻璃盖片光学性能分析

3.1 宽波长范围试验

3.1.1 试验数据总结及分析

3.1.2 试验小结

3.2 针对性波长试验

3.2.1 太阳辐射

3.2.2 测试步骤

3.2.3 试验数据图表及讨论

3.2.4 白斑的生成

3.2.5 光线透射的影响

3.3 本章小结

第4章 太阳能电池组件日光照射性能对比试验

4.1 太阳能电池组件的标准条件下的仿真

4.1.1 仿真系统MATLAB/Simulink简介

4.1.2 太阳能电池的通用仿真模型

4.1.3 太阳能电池板标准测试条件下仿真

4.2 试验条件下太阳能电池组件特性的对比

4.2.1 太阳能电池板测量方法及数据采集

4.2.2 试验结果及分析

4.3 太阳能电池输出变化影响因素分析

4.3.1 盐分的影响

4.3.2 辐照强度的影响

4.3.3 放置方式的影响

4.3.4 太阳能电池温度特性的影响

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 全文主要成果和结论

5.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参与项目