太阳电池I-V曲线中参数提取方法研究开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着社会的不断发展,科技的不断进步,人类所需要的能源越来越多。在当今社会,传统的能源如石油,煤炭等都渐渐开始枯竭,在过去的大量使用中所造成的自然环境污染,都开始成为人类发展的制约因素。现在,人类对于绿色无污染新能源的需求越来越迫切,而关于新能源的研究也逐渐成为科学界的热门项目。太阳能作为一种绿色环保的可再生资源,越来越受到人们的关注,太阳能电池作为将太阳能转化为电能的必要工具也必将在未来发挥出巨大的作用。

太阳能电池又叫做太阳能芯片或光电池,是一种可以在太阳照射下将光能转化为电能的装置。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,光生空穴流向p区,光生电子流向n区,接通电路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能电池的性能主要由其串联电阻、并联电阻、二极管反向饱和电流、光生电流和二极管理想因子这五个参数决定。这五个参数是太阳能电池伏安特性的宏观表现。但由于太阳能电池i/v曲线是非线性超越方程,这五个参数无法直接解出,因此根据根据太阳能电池的i/v去线提取出这五个参数的方法也成为了光电池研究中重要的一部分。

在国外,easwarakhanthan在牛顿法基础上提出了一个修正非线性最小二乘法计算太阳能电池的参数。jervase提出了利用遗传算法模拟电池非线性特性提取电池参数.sellai.a利用遗传算法提取了光照下太阳电池和肖特基二极管的参数。zagrouba利用遗传算法提取了多晶硅太阳电池的电性参数。ortiz-conde提出cc法提取电池参数。adelmo提出通过边界条件,将光电池电流输出方程化简为五个解析方程组,提取光照下太阳电池参数。tor oskar saetre提出一种解析模型提取太阳电池参数,通过解析法可以将复杂的超越方程转化为简单的代数方程,以此来简化算法。

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2. 研究的基本内容与方案

太阳电池i-v曲线中参数提取方法研究是太阳能电池研究中的重要一部分,在宏观上这条曲线由串联电阻、并联电阻、二极管反向饱和电流、光生电流和二极管理想因子这五个参数决定,但由于太阳能电池i-v曲线方程为非线性超越方程,目前无法直接求出这五个参数,所以要通过算法的改进来解决这个问题。

现在的研究通常采用在固定的外界条件下测量出的数据绘制成i-v曲线,再通过拟和i/v特征曲线来提取出五个参数。

本设计拟在太阳电池i-v特性模型分析的基础上,通过对于算法的研究,实现i-v曲线中的参数准确及快速地提取。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需文献。确定方案,完成开题报告。

第4-6周:查阅参考文献,掌握i-v曲线所包含信息。

第7-9周:建立模型及算法,实现i-v参数提取。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]袁明翰,刘文祥,徐正元等.太阳电池i/v曲线修正参数的确定方法[j].电源技术,2013.

[2]查珺.提取硅太阳电池模型参数的解析方法研究[d].安徽:中国科学技术学,2007.

[3]苏建徽,余世杰,赵为等.硅太阳电池工程用数学模型[j].太阳能学报,2001,(4).:409-412.

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