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1、太陽能光伏光熱綜合利用設(shè)計(jì)與研究,,背景簡介,水污染,空氣污染,能源短缺,背景簡介,光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,電池工作溫度較高,節(jié)約空間,,技術(shù)成熟,光熱產(chǎn)業(yè),文章概述,3,2,1,有機(jī)聚合物太陽能電池的制備和分析,太陽能光熱實(shí)驗(yàn)及分析,太陽能光伏光熱綜合利用,4,結(jié)論、不足與展望,答辯內(nèi)容,研究方法及過程,,有機(jī)聚合物太陽能電池的制備,1.襯底清洗 2.陽極界面層的制備 3.制備活性層 4.制備電極 5.退火,制備過程,所用電子給體P3HT和受體ICBA分子式,太陽能電池結(jié)構(gòu)圖,,,研究方法及過程,,有機(jī)聚合物太陽能電池特性測試,開路電壓Voc=0.77V 短路電流Jsc=9.18 mA/ 填充因子

2、FF=61.1% 效率PCE=4.32%。,研究方法及過程,,太陽能光熱效率測試實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)材料與準(zhǔn)備,平行管,串聯(lián)管,實(shí)驗(yàn)材料,,,,將光熱組件置于陽光下，每隔半小時(shí)記錄一次水箱水溫。,實(shí)驗(yàn)過程：,研究方法及過程,研究方法及過程,,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,實(shí)驗(yàn)分析：,前一小時(shí)升溫較快，然后達(dá)到一臨界值，變化幅度減小，甚至有下降的情況，這與即時(shí)天氣情況、水箱保溫效果以及水的比熱容有關(guān)系； 受管道形狀影響，平行管水流流速較快； 三種情況最高溫度相差不大，且均出現(xiàn)在13:00左右。,研究方法及過程,,太陽能光熱效率計(jì)算,計(jì)算公式如下：,（1）蛇形管無覆蓋：th1=40.3% （2）蛇形管有覆

3、蓋：th2=38.1% （3）平行管有覆蓋：th3=41.4%,計(jì)算結(jié)果如下：,計(jì)算所需數(shù)據(jù)所需數(shù)據(jù)：,太陽能綜合利用,,交叉式綜合利用效率,計(jì)算公式如下：,,1.太陽能綜合利用效率始終小于e+th； 2.光熱組件面積的大小直接影響此PV/T集熱器的效率； 3.可根據(jù)用戶需求控制光伏組件和光熱組件的面積比例，如果用電需求較大，可以適當(dāng)增大光伏組件面積以獲得更多電收益；如果用熱水需求較大，可適當(dāng)增大光熱組件面積，以獲得更多熱收益。,交叉式俯視圖,,太陽能綜合利用,,疊加式PV/T集熱器,蛇形管疊加式,平行管疊加式,,,側(cè)視圖,,計(jì)算公式如下：,太陽能綜合利用,,疊加式PV/T集熱器效率,結(jié)果如下

4、：,平行管疊加式的太陽能綜合利用效率=45.7%,串聯(lián)管疊加式的太陽能綜合利用效率=42.4%,結(jié)論,,有機(jī)聚合物太陽能電池制作較簡單，成本較低，適合大批量生產(chǎn)，但光電轉(zhuǎn)換效率較低；,,,,,太陽能光熱集熱器水溫會(huì)在光照一定時(shí)間后到達(dá)一個(gè)臨界值，這個(gè)值受環(huán)境和保溫層保溫效果影響；,對(duì)于疊加式PV/T集熱器，光熱集熱器采用平行管比采用蛇形管的效率高，這是管道形狀對(duì)流體流速的影響所致；,,,疊加式PV/T集熱器效率較交叉式PV/T集熱器高，但交叉式PV/T集熱器應(yīng)用更靈活。,不足和展望,PV/T集熱器組合方式較少，尚難找到完美的利用方式以最大化太陽能綜合利用效率； 由于條件限制，本研究中的光熱熱效率測試實(shí)驗(yàn)中的模擬水箱保溫效果不夠好；本實(shí)驗(yàn)不能測出即時(shí)的太陽能輻射強(qiáng)度，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有一定影響。,不足：,,,展望：,將研制出成本更低、效率更高的太陽能電池； 可將太陽能光熱組件的集熱管換成透明的玻璃管，并將太陽能電池包裹在玻璃管下半部分，同樣可以利用太陽能同時(shí)產(chǎn)生電、熱兩種收益； 太陽能必將成為人類生產(chǎn)生活的主要能源。,謝 謝！,再見，大學(xué),