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关于固定太阳能电板转换效率的研究

时间:2019-07-26 来源:《汽车世界·车辆工程技术》杂志 作者:admin 点击:

  摘要:固定太阳能电板是目前我国各个城市当中比较常见的电能存储和转换的装置之一,由于科学技术的不断发展进步,现阶段太阳能电板的材料越来越多样化。而电能转换的效率就成了目前技术人员重点需要研究的问题,尤其在实际制作以及使用太阳能电板的材料时必须要保证材料的绿色环保。本文主要以实验研究的形式,分析了纳米薄膜材料的太阳能电板和在制作方式上的具体内容,并阐明了这种材料的优势,对其进行转换效率的对比分析。

  关键词:太阳能电板;转换效率;优化研究

  基于我国对节约能源方面的基本国策,以及城市发展过程中人们对电能的实际需求量与日俱增的问题。相关技术人员开始积极研究太阳能电板的制作方法与应用技术,希望通过专门的设备来吸收太阳光的热量,并将其合理转化为可供人们使用的电能。

  一、电能转化的具体实验

  1、材料的选择

  首先在实际对固定太阳能电板的转化效率进行研究之前,相关技术人员应当对电板的材质进行选择。基于信息技术的发展,我国目前现有的固定太阳能电板种类多样,基于不同的种类之间使用效率、以及使用寿命等各不相同。在实际选择的过程中,技术人员需要考虑经济成本的效益问题,并且还需要结合我国对城市环保的基本要求,优先选择清洁型、绿色无污染的材料进行相应的实验工作。现阶段,应用比较普遍的主要是纳米材料,这是一种利用了化学工艺进行加工的材料,质地比较轻薄,常见的材料类型是纳米SiC薄膜。这种材料在实际使用过程中,对操作技术的要求比较低。而且与其他材质的太阳能电板相比,其电能转化的能力更高。基于实际使用过程中,太阳能电板需要暴露在空气中,而这种材料自身具有耐酸碱性,能够防止发霉等特点。因此,本次转换效率的研究就主要对这种材料的固定太阳能电板进行展开。

  2、前期准备工作

  在进行转换效率的具体实验工作时,必须要做好全面的准备工作。技术人员需要明确在实验时应当使用的技术手段,并结合实际的要求挑选质量符合设计要求的原材料。在这个过程中,为了保证转换结果的准确性,还需要结合国家规定的配比表,计算所需要用到的材料数量。可以利用计算机技术进行分析,同时,制作单位还需要保证技术人员具备材料制作的能力。之所以这种纳米材料不能直接使用,主要是由于其暴露在空气中会发生形变和质变,而导致太阳能电板的塑形工作以及转化效率受到不良影响。此外,纳米材料在制作时,必须要在适宜的温湿度环境下进行混合制作,因此技术人员还应当控制好实验室的温度问题。

  3、浆料制作过程

  确定好实际实验工作所需的纳米材料数量之后,将这些纳米颗粒放在一定的溶剂当中,利用超声波分解。这个过程需要持续进行,不能中断操作,大概的时间应该控制在120min左右。比较常用的溶剂是松油醇,这是一种适应性比较强的高级溶剂,在实际应用中许多溶解实验都会使用这个溶剂来完成。其自身没有颜色,但是带有一种花香。在这个过程完成之后,需要加入一定的制浆剂,然后进行混合拌制。在搅拌过程中应当进行加热处理,以加快二者的相互融合。搅拌完成之后,还需要进行一步过筛处理的操作,筛除杂质以及没有完全混合的材料。最后将其封存,静置一段时间,放置地点需要选择干净阴凉处。

  3、纳米薄膜的制作

  在制作薄膜的过程中,需要对环境以及基础材料进行清洁工作,防止混入杂质影响薄膜的使用效果。同时,为了保证薄膜材质的整体均匀性,需要用到相应的机械设备,将浆料均匀的铺开。实际上纳米薄膜是有一层玻璃底板的,这样是为了保证结构的稳定性。一般情况下,在太阳能电板的制作过程中,都会采用丝网印刷的方式,精确控制薄膜的厚度。而在这个制作过程中,要想让浆液能够和底板充分粘合在一起,就需要采取热烧结处理。

  二、分析固定太阳能电板的转换效率及优势

  1、对比分析法

  为了能够充分体现出固定太阳能电板的电能转换效率,通常情况下,技术人员会采用对比分析的方式,将应用了纳米材料的太阳能电板与普通材质的太阳能电板放在一起,先通过机械设备测试电板的各方面数据,确保其工作状态正常,并进行试运行操作。然后将两种太阳能电板同时放在户外吸收太阳光的热量,在这个过程中技术人员应当注意一点,就是实际的测试结果会受到自然气候情况的影响,而导致效率对比工作出现误差现象。针对这个问题在实际进行对比分析时,应当合理延长测量的时间。固定太阳能电板的使用是为了能长期对太阳光进行电能的转换,满足人们的日常用电需求。因此,必须要保证电板的持久性。所以对比分析的重点应当落在转换效率是否会随着时间的延长而有所衰减。一般来说,测量的时间需要设置在3-5个月左右。

  2、优势介绍

  综合对比分析的结果来看,固定太阳能电板的材料如果选用了纳米薄膜,则可以有效提升电能转换的效率。并且能够适应不同的天气情况,结合人们日常使用情况灵活存储电能,其转换的损耗率非常低。而在延长观察时间的过程中,虽然转换的效率有所下降,但是与普通材料的太阳能电板相比,效率水平还是处于领先状态。基本能够达到11%左右,并且要想提升转换效率,还可以通过多层覆盖的方式,制作三层或者更多层的纳米薄膜。技术人员应当意识到纳米薄膜在固定太阳能电板转换效率方面的优势,积极进行技术的创新研发工作,不断研究有效提高电能转化效率的方式,全面推动太阳能电板的有效应用。真正达到城市对节能减排的要求,促进我国城市环境的可持续健康发展。

  结论:在具体对固定太阳能电板转换效率进行研究的过程中,相关设计人员必须要保证自身具备创新意识和能力,积极研究电能转换效率最高的太阳能电板材料。做好前期准备工作,保证研究工作的顺利进行。纳米薄膜材料在实际制作过程有许多的注意事项需要遵守。比如,实验室温度问题,以及必须要在分解后进行过滤操作等等。对操作流程进行严格的监管,可以有效保障转换效率测量数据的准确性,确保各项研究工作的有序开展。

  参考文献:

  [1]崔勇,姚惠峰,杨晨熠,等.具有接近15%能量转换效率的有机太阳能电池[J].高分子学报,2018(2):223-230;

  [2]韩晓媚,李占国,王勇,等.采用300nm周期孔阵图形提高P3HT:PCBM有机太阳能电池效率研究[J].光电子技术,2018(1).

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