光子增强热离子发射太阳能电池混合功率系统参数的优化设计

【摘要】：考虑实际系统中存在的多种传热损失,本文建立一类不可逆光子增强热离子发射太阳能电池与温差热电发电器组合而成的混发电系统模型.基于太阳能电池与温差热电发电器之间的能量平衡方程,导出该混合系统输出功率和效率的表达式.通过数值计算,详细分析了光增热离子太阳能电池的面积、阴极半导体材料的禁带宽度、电子亲和势以及温差热电发电器的无量纲电流对混合系统优化性能的影响,确定混合发电系统运行于最大效率下光子增强热离子太阳能电池阴极材料的禁带宽度,电子亲和势,电池面积和温差热电发电器的无量纲电流的优化值.结果表明,采用混合发电系统,太阳能转换效率与工作于相同条件下的单一光增热离子太阳能电池的效率相比可提高约10%,而光增热离子太阳能电池阴极半导体材料禁带宽度在最大效率下的优化值则比单一光增热离子太阳能电池的小.本文所得结果可为实际光子增强热离子太阳能电池混合发电系统的设计和优化运行提供理论依据. 【作者单位】： 华侨大学信息科学与工程学院;厦门大学物理系;
【关键词】： 光子增强热离子太阳能电池 温差热电发电器 混合系统 性能特性 优化分析
【基金】：国家自然科学基金(批准号:11175148,11305064) 福建省自然科学基金(批准号:2011J01012) 华侨大学引进人才科研启动资金(编号:09BS510)资助项目
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 引用格式:林健,杨智敏,林比宏,等.光子增强热离子发射太阳能电池混合功率系统参数的优化设计.中国科学:技术科学,2016,46:225–234Lin J,Yang Z M,Lin B H,et al.Parametric optimum design of an irreversible photon-enhanced thermionic emission solar cell hybrid system

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