【摘 要】
:
近场热光伏是在宏观热光伏的基础上通过缩小辐射器与光伏电池的间距提高系统输出功率密度的热电转换技术。热光伏电池作为近场热光伏系统的核心部件,其温度会受到近场效应的影响而急剧升高,进而导致系统输出功率密度降低。本文以GaSb热光伏电池为研究对象,探究近场辐射下热光伏电池性能的变化情况,进而分析近场辐射对热光伏系统性能产生的影响。通过构建近场热光伏系统的能量传输模型,分析了在近场辐射下辐射器与电池之间的
论文部分内容阅读
近场热光伏是在宏观热光伏的基础上通过缩小辐射器与光伏电池的间距提高系统输出功率密度的热电转换技术。热光伏电池作为近场热光伏系统的核心部件,其温度会受到近场效应的影响而急剧升高,进而导致系统输出功率密度降低。本文以GaSb热光伏电池为研究对象,探究近场辐射下热光伏电池性能的变化情况,进而分析近场辐射对热光伏系统性能产生的影响。通过构建近场热光伏系统的能量传输模型,分析了在近场辐射下辐射器与电池之间的距离、辐射器温度以及对流换热系数变化对电池温度产生的影响,并根据电池温度的变化分析了载流子寿命、载流子迁移率以及本征载流子浓度等电池参数受到的影响,发现随着电池温度升高,载流子寿命以及载流子迁移率均会出现降低,本征载流子浓度随温度升高而升高。根据这些电池参数的变化进而探究了考虑电池温度影响时近场热光伏系统的实际性能。结果表明当辐射器温度为2000K,辐射器与电池之间的间距为12nm,冷却散热系统为目前最佳条件时,即对流换热系数为6.5×104W/(m2·K)的情况下,电池温度高达473K,远高于文献中恒定300K的假设值。此时,考虑电池温度变化后系统输出功率密度为237.46W/cm2,远低于假设电池温度为300K情况下的电池输出功率密度340W/cm2。这是由于当电池温度升高后,本征载流子浓度随之升高,导致反向饱和电流密度升高,开路电压随之降低,最终导致电池输出功率密度降低。另外,随着辐射器与电池间距的减小或者辐射器温度的升高均会导致电池输出功率密度大幅提升,但电池温度也会随之升高,此时对流换热系数越低,电池温度升高的幅度则越大,即电池温度在相同辐射器与电池之间的间距或者辐射器温度下更高,而电池温度升高幅度越大则会导致电池输出功率密度增幅越小,系统效率降低越明显。当辐射器温度为2000K,对流换热系数由6×103W/(m2·K)提升至6.5×104W/m2·K)时,辐射器与电池的极限间距由58nm降低至12nm,电池输出功率密度由6.741W/cm2提升至237.47W/cm2,系统效率由0.068提升至0.158,随着对流换热系数提高,冷却散热系统的散热效果不断提升,系统性能随之提高。在近场热光伏系统中,通过降低辐射器与电池间距或者提高辐射器温度激发近场效应时,需要通过冷却散热系统调节电池温度,避免电池温度过快升高从而影响系统性能,而现有的冷却散热系统的散热效果仍需进一步提升。
其他文献
固体氧化物燃料电池是一种能将储存于燃料中的化学能通过电化学反应的方式转换成电能进而输出的装置。固体氧化物燃料电池具有环境友好、能源高效利用以及燃料灵活性等优点。本硕士论文就“抗碳沉积”这一点,通过催化剂材料以及阳极进口气体工况数值模拟两个方面对其进行研究与讨论。本文主要研究了固体氧化物燃料电池阳极材料La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)以及其负载材料Cu/Ni-LSCM。探
在高空侦察或者遥感探测中,成像系统与被观察场景之间的距离遥远,因此为了获得更丰富的场景信息,通常对成像系统的分辨率提出更高的要求。为了获得更高的成像分辨率,光学成像系统需要更大的口径。但单个大口径光学系统不仅对加工工艺有非常高的要求,而且易受外界环境干扰而降低精度。相比于单个大口径的成像系统,多孔径成像系统具有体积小、性能稳定、加工成本低等优点。但由于多孔径成像系统固有的离散化特性,使得所成图像在
石墨相碳氮化合物(g-CN)作为一种二维光催化剂在近年来受到研究者的广泛关注。本文采用简单的退火热处理方法合成了厚度在2 nm和5 nm之间的由草怕津面内结构单元构成的晶化碳氮化合物纳米片(CCN-nanosheets)。经过测试发现,CCN-nanosheets所具有的氨基基团与退火前的具有草怕津结构的块状样品(bulk-CCN)相比,在数量上明显地减少了,这使得CCN-nanosheets的晶
就业是民生之本,也是全球都在不断追寻最优解的问题,各个国家从每个层面都非常重视就业相关问题。当今社会就业问题的发展也随经济形势的转变面临着重大挑战。2019年《政府工作报告》提出“要优先稳就业保民生,坚决打赢脱贫攻坚战,努力实现全面建成小康社会目标任务”,强调守住“六保”底线,稳住经济基本盘,以保促稳、稳中求进。因此,充分的理解和认知市场规律、经济规律是保护和激励市场主体活力的前提储备,更好地认知
水下机器人在从近水面下潜到指定工作地点的时候,由于环境干扰所产生的横摇运动与纵摇运动对其能否顺利完成指定任务产生的影响最为巨大。所以如何能保证水下机器人在下潜过
随着云计算技术快速发展和日益普及,全球云市场规模呈快速增长态势。与此同时,云安全问题成为制约云计算发展的瓶颈。云中的安全事件层出不穷,防不胜防。针对云中发生的安全事件如何准确分析原因、追踪溯源,推动了云取证技术的研究。云取证技术能够为防范云攻击等违法犯罪活动提供技术支撑,保障云用户的合法权益。然而云取证技术在证据获取和证据分析方面面临着诸多挑战,云用户和云服务提供商之间的不信任和过于依赖于云服务提
互联网技术潜移默化地改变了消费者的消费模式,也激发了电商企业对于新的商业模式的探索,如聚划算秒杀、社交电商、C2B预售等。其中,C2B预售是如今各大电商平台最热衷的一种营销模式。通过预售,消费者可以在第一时间获得产品或服务的所有权,而且可以享受到价格优惠或赠品优惠。对电商平台来说,可以了解市场对产品的接受程度,预测和刺激市场需求,以消费者需求驱动聚合客户订单,避免订货过度造成库存积压的状况,同时帮
《深化党和国家机构改革方案》是由中共中央于2018年3月印发的,提出了提高征管效率的要求,合并国税地税省级和省级以下机构,社保费从社保局移交出来,交由税务局进行征收。机构合并征管体制改制之后,税务局的整体环境发生了变化,需要重新分析研究,矫正调整,使税务局的绩效考核体系可以更加适应组织架构,具有更强实用性、更优越的评价性,更好的激励性。本文以M市税务局绩效考核体系作为研究对象,大量查阅了资料并开展
大企业税收是国家重要的收入来源,大企业收税风险管理是摆在各地税务机关面前的重要事项。杭州市X区作为中国经济百强县,大企业数量多,税收体量大,所以大企业的税收风险管理
随着磷石膏地表堆存量的不断增加,磷石膏堆存场地-磷石膏库作为一种十分复杂的自然-人工系统,其特殊沉降特性引起了相关学者的关注,研究磷石膏的特殊固结沉降特性是确定磷石膏库稳定性及渗透特性的基础,对库区下游人员生命及财产安全具有重要意义。本文依托云南开远云天化红磷分公司雨洒箐磷石膏1#库体(其子坝最大沉降量已经达到6.18米),选取磷石膏库体沉降变形量最大的截面进行取样研究,分别从磷石膏库体特殊沉降的