南京工業(yè)大學光伏工程考試試題及答案

1、、太陽能電池直流模型等效電路圖，各部分含義Rh：為考慮載流子產(chǎn)生與復合以及沿電池邊緣的表面漏電流而設(shè)計的一個等效并聯(lián)電阻。Rs：為擴散頂區(qū)的表面電阻、電池體電阻及上下電極之間的歐姆電阻等復合得到的等效串聯(lián)電阻。U:太陽電池兩端的輸出電壓。I:流過太陽電池單位面積的電流。Iph：光生電流。Id：二極管電流（暗電流）。二、簡述直拉法制備單晶硅的工藝要點多晶硅的裝料和熔化（熔料）將增期內(nèi)多晶料全部熔化a.粉碎至適當大小b.裝料時，底部不能有過多的空隙，不能碰到塔竭上邊沿c.抽真空，充入保護氣d.加熱溫度高于1412C（引）種晶將籽晶放下經(jīng)烘烤后，使之接觸熔體，籽晶向上提拉，控制溫度使熔體在籽晶上結(jié)晶

2、;縮頸目的在于減少或消除位錯，獲得無位錯單晶。放肩使單晶長大到所需要的直徑尺寸。等徑單晶保持圓柱形生長.收尾將單晶直徑逐漸縮小，最后呈錐形，以避免位錯反延伸。三、簡述多晶硅的制備方法答：多晶硅生產(chǎn)主要有兩種方法：鑄錠多晶硅與硅帶法。鑄錠多晶硅：將熔化的硅注入石墨塔蝸中，經(jīng)過定向凝固（布里奇曼法，熱交換法，電磁連鑄法，澆鑄法）即可獲得摻雜均勻，晶粒較大，呈纖維狀的多晶硅鑄錠。硅帶法：在熔融狀態(tài)下的硅兩側(cè)置有高熔點金屬絲或其他絲狀材料作為支撐，通過兩邊絲狀材料拉出的熔融液面附著兩絲中間，冷卻后直接成為膜狀多晶硅。四、簡述光伏控制器的基本功能光伏控制器應(yīng)具有以下基本功能：a）防止蓄電池過充b）防止蓄

3、電池過放c）提供負載控制的功能d）光伏控制器工作狀態(tài)信息顯示e）防雷功能f）防反接功能設(shè)計時還可根據(jù)需求設(shè)計帶有數(shù)據(jù)傳輸接口或是信息化顯示或聯(lián)網(wǎng)控制等功能。五、簡述影響晶體硅太陽能電池效率的因素答案一禁帶寬度Eg（某一定值出現(xiàn)峰值）.溫度（TThJ）少子復合壽命（越長越好）光強（聚光效果Thj）摻雜濃度及剖面分布表面復合速率（較低較好）串聯(lián)電阻（Rs較小較好）金屬柵線和光反射（金屬柵線sJ光反射ThT）。答案二光學損失，包括電池前表面反射損失、接觸柵線的陰影損失以及長波段的非吸收損失。電學損失，它包括半導體表面及體內(nèi)的光生載流子復合、半導體和金屬柵線的接觸電阻，以及金屬和半導體的接觸電阻等的損

4、失。這其中最關(guān)鍵的是降低光生載流子的復合，它直接影響太陽能電池的開路電壓。光生載流子的復合主要是由于高濃度的擴散層在前表面引入大量的復合中心。此外，當少數(shù)載流子的擴散長度與硅片的厚度相當或超過硅片厚度時，背表面的復合速度對太陽能電池特性的影響也很明顯。六、請畫出二氧化鈦作為電極的染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)及二氧化鈦的作用染料敏化納米薄膜電池結(jié)構(gòu)示意a）納米TiO2在電池中起著重要作用，其結(jié)構(gòu)性能決定染料吸附的多少。膜厚在10-15um是一個最優(yōu)化的厚度，光電轉(zhuǎn)換效率能達到最大值。b）納米TiO2對光的吸收、散射、折射產(chǎn)生重要影響，光照下太陽光在薄膜內(nèi)被染料分子反復吸收，大大提高染料分子的光吸收率。

5、c）納米TiO2薄膜對染料敏化太陽能電池中電子傳輸和界面復合起著很重要作用,影響光電流的輸出。七、請畫出神化錢薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)及每層作用八、請簡述晶體硅太能能電池制備的主要工序制作絨面（單晶硅：用化學腐蝕劑進行表面腐蝕；多晶硅：酸腐蝕法，活性離子刻蝕法,機械刻槽法，激光刻槽法）擴散制結(jié)（源擴散，熱擴散）n-八IGwAs1ft埠CH1堪沖屋口一5re用1中牯G入點陽電池結(jié)構(gòu)71.qmxmn*父4qtnflLjwiCoa,Asnikircfl電解質(zhì)染料Ti（%膜*電極X導電膜玻璃-L.；叫工在、區(qū)1:房門。Wpp二:<1口、導電膜a二：iJ.工宸if面由設(shè)去邊刻蝕去磷硅玻璃制作減反射膜制

6、作電極性能測試九、請闡述太陽電池的工作原理太陽電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能的半導體光伏原件，當有光照射時，在太陽電池上下極之間會有一定的電勢差，用導線連接負載，會產(chǎn)生直流電光子被吸收，使得在PN結(jié)的P側(cè)和N側(cè)兩邊產(chǎn)生一定的電子空穴對在離開PN結(jié)一個擴散長度以內(nèi)產(chǎn)生的電子空穴通過擴散到達空間電荷去區(qū)電子空穴對被電場分離，因此，P側(cè)電子從高電位滑落至N側(cè)，而空穴沿相反方向移動。在PN結(jié)識開路的，則在結(jié)兩邊積累的電子和空穴產(chǎn)生開路電壓，若有負載連接到電池上，在電路中將有電流傳導。十、請簡述太陽能發(fā)電系統(tǒng)的主要部件以及基本功能太陽電池方陣（最主要部件）：將光能轉(zhuǎn)化為電能。二極管a）阻塞二極管：串聯(lián)在太陽電池

7、方陣中，起單向?qū)ㄗ饔?。b）旁路二極管：并聯(lián)在每個太陽電池組件兩端用來避免某個組件發(fā)生故障而對其他組件產(chǎn)生影響。儲能裝置：儲存方陣在有日照時發(fā)出的多余電能，供晚間或陰雨天使用?？刂破鳎簩夥到y(tǒng)進行管理和控制。逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供給負載使用。十一、試述太陽能發(fā)電的優(yōu)缺點及應(yīng)用和發(fā)展趨勢優(yōu)點：太陽能取之不盡用之不竭。隨處可得，就近供電，避免長距離傳輸損失。不用燃料，運行成本低。太陽能發(fā)電沒有運動部件不易損壞，維護簡單，適合無人值守使用。不產(chǎn)生廢棄物，無公害無污染，清潔能源。太陽能發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，方便靈活，可根據(jù)負荷增減太陽電池方陣容量，避免浪費。缺點：地面應(yīng)用時有間歇性和隨機性，發(fā)電量與氣候條件有關(guān)。如隨時為負載供電，需配備儲能裝置。能量密度較低。標準條件地面上接收到的太陽輻射強度為000W/nf占地面積大。目前價格較高，初始投資大。應(yīng)用：離網(wǎng)非戶用系統(tǒng)中光伏水泵。太陽能風帽。通信電源。離網(wǎng)電源（航標燈，石油天然氣管道陰極保護電源，光伏應(yīng)用產(chǎn)品等）。防災減災電源。交通工具電源（太陽能飛機，游船，汽車等）。照明電源（路燈，草坪燈等）。離網(wǎng)用戶系統(tǒng)中作為無電場所中家庭用電（別墅，度假屋等）。分布式，集中式并網(wǎng)，將太陽能發(fā)電與電網(wǎng)相連，還有混合發(fā)電系統(tǒng)。特殊應(yīng)用：光伏與建筑一體化；光伏聲