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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 基于有限元模拟的微散热器耦合聚光太阳能电池性能极限估算

    摘要： 聚光光伏（CPV）技术利用廉价光学元件放大辐照度并将其聚焦于小型太阳能电池，从而提取更多电能。然而，提高太阳光浓度会导致光伏电池温度升高，这可能影响其性能甚至造成故障。为解决这一问题，不同类型的CPV系统采用主动和被动冷却机制。本研究确定了被动冷却系统的极限，并根据太阳能电池的推荐工作温度建立了需要主动冷却系统的条件。我们研究了三种不同基板材料上太阳能电池在不同太阳光浓度下的温度特性。结果表明，电池温度与浓度比呈线性关系，与环境温度相关但与基板材料无关。此外，与平板散热器相比，集成微翅片散热器分别使直接键合铜（DBC）、绝缘金属基板（IMS）和硅晶圆（Si晶圆）基板的散热效率提高了25.32%、23.13%和22.24%。与DBC和硅晶圆基板相比，IMS基板的低热阻在维持电池温度<80°C并允许更广泛的高浓度比范围方面表现出最佳的热性能。

    关键词： 集中度比率、被动冷却、微翅片散热器、有限元、聚光光伏、平板散热器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 超高倍聚光光伏系统中平板散热器冷却机制的有限元分析

    摘要： 聚光光伏（CPV）系统的潜在降本空间与聚光因子密切相关，因为更高的光照浓度意味着太阳能电池所需的半导体材料更少。然而，在如此超高光通量下实现热管理颇具挑战。采用小型化太阳能电池有助于改善热管理效果。在可能的冷却方案中，若可行，使用平板散热器进行被动冷却将是散热最简单的方式，并能加速超高倍率CPV样机的研发。本研究通过三维有限元热模型，探究了2000-10000倍聚光比范围内平板散热器被动冷却的可行性。结果表明：对于1mm×1mm微尺寸太阳能电池，常规铝制平板散热器可在高达10000倍聚光条件下实现有效热管理。

    关键词： 超高浓度、被动冷却、聚光光伏（CPV）、热管理、平板散热器

    更新于2025-09-11 14:15:04