熱光伏系統(tǒng)性能優(yōu)化的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、熱光伏(Thermophotovoltaic,簡(jiǎn)稱TPV)技術(shù)是指將高溫?zé)嵩窗l(fā)射的紅外輻射能通過半導(dǎo)體PN結(jié)直接轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。其具有輸出功率密度高、應(yīng)用能源形式多樣、便攜、運(yùn)行安靜和可實(shí)行熱電聯(lián)供等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)、商業(yè)、軍事和航空航天等領(lǐng)域擁有巨大的實(shí)用價(jià)值。
　　本文首先構(gòu)建了大型燃?xì)釺PV實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)輻射器及電池存在溫差降低了電池組件的輸出性能。因此,建立了TPV系統(tǒng)理論模型,重點(diǎn)分析了組件串并聯(lián)方式、輻射器和電池溫度

2、以及Rs和Rsh對(duì)組件輸出性能的影響,并根據(jù)研究結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了性能優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的TPV系統(tǒng)在不同實(shí)驗(yàn)工況下輸出功率分別提高了20.24％和33.99％。然而,這一性能提高十分有限,因此本文通過近場(chǎng)效應(yīng)來提高TPV系統(tǒng)性能。
　　通過研究材料表面不同距離處光譜能流密度的大小來分析極化激元的強(qiáng)弱,探討了材料表面溫度對(duì)激元強(qiáng)度的影響。研究發(fā)現(xiàn),材料的溫度不改變表面聲子極化激元的激發(fā)頻率,僅改變極化激元的強(qiáng)度。材料表面溫度越高,