江西科技师范大学
毕业论文
题目（中文）：聚光条件下太阳能电池性能的理论研究（外文）：Study of the power characteristic of solar
cells in concentration
院（系）：xxxxxxxxxxxxxx
专业：xxxxxxxxxxxxxx
学生姓名：xxx
学号：xx xx
指导教师：x x
2016年4月20 日
目录
1.概述........................................................................................................................ - 1 -
2.聚光型太阳能材料及技术.................................................................................... - 1 -
2.1聚光用的太阳能电池原材料...................................................................... - 2 -
2.2产品构成与关键技术.................................................................................. - 2 -
3.聚光条件下太阳能电池发电的理论分析............................................................ - 3 -
3.1非聚光条件下的太阳能电池发电.............................................................. - 3 -
3.2聚光条件下的太阳能电池发电.................................................................. - 5 -
3.3聚光倍数与电池输出功率关系.................................................................. - 6 -
3.3.1 传热分析........................................................................................... - 6 -
3.3.2 聚光倍数与电池输出功率关系....................................................... - 7 -
3.3.3 计算实例......................................................................................... - 10 -
3.4聚光降低光伏发电成本............................................................................ - 11 -
3.4.1 聚光提高电池片转换效率............................................................. - 11 -
3.4.2 聚光减少昂贵的电池片消耗......................................................... - 11 -
4.总结与展望.......................................................................................................... - 12 - 结束语..................................................................................................................... - 14 - 参考文献................................................................................................................. - 15 -
聚光条件下太阳能电池性能的理论研究
摘要：光伏聚光系统是采用廉价材料的聚光器将太阳光照聚集在小范围太阳能电池片上,不仅降低了电池材料用量而且也提升了电池片转化效率。本篇文章由半导体器件的原理出发，得出了单晶硅电池片的转换效率与聚光倍数的关系式。然后研究聚光作用使电池片结温增强，结温的改变会导致电池片的输出功率改变。通常情况下，聚光倍数的增加导致输出功率的先增大后减小。所以找到最恰当的聚光倍数，才能够让光伏发电系统的输出功率为最高。文章通过常见的单晶硅太阳电池的研究，从热力学的角度出发，以电池的温度小于工作温度上限的前提下，反复研究光伏发电系统散热的能力、电池以及散热器之间的聚光倍数和热阻之间的联系,并且给出了一定条件下得最大输出功率对应聚光倍数的表达式。研究发现，在聚光条件下降低太阳能电池与散热器之间的热阻、增大光伏系统散热的能力和使用均匀聚光照射太阳电池，是提高光伏发电系统效率，减小光伏发电的成本的有效途径。
关键词：太阳能；聚光倍数；输出功率；光伏系统；聚光比
1.引言
随着全球能源和环境问题的日益加剧，开发新能源已经成为人们生产、生活的迫切需求。相比较可再生能源而言，地球上的能源有限且不可再生。例如煤炭、石油、天然气等能源。过度消耗化石能源也带来了一些环境的问题。所以研究新的而且可利用能源是解决现如今能源问题的主要途径。地球上可再生能源指的是可以一直使用或者可明显提高能源利用效率的能源，它涵盖太阳能、地热能、风能、潮汐能、水能以及生物液体燃料和燃料电池等。其中太阳能有着巨大的能量，使用清洁，而且可以用之不尽，所以是最理想的可再生能源。对于太阳能的利用而言，主要根据光热转换、光化学转换和光电转换的方式。其中光电转换（又称为太阳能光伏发电）近年来发展非常迅速也被认为是最有前途的发展。太阳能光伏发电的基本原理是源于光伏效应的原理，根据使用太阳能电池的原理将太阳能转化为电能。根据最近几年研究人员的不懈努力，太阳能光伏发电取得了非常迅速的发展。若要使光伏发电产业成为当今社会能源结构的主要部分则还存在着一定的困难。因此，怎样减少光伏发电使用的成本是现在所面临的重大难题。
市面上太阳能电池的种类繁多，通常是纳米晶薄膜太阳能电池、硅太阳能电池、无机化合物薄膜太阳能电池、叠层太阳能电池、聚光太阳能电池和有机薄膜太阳能电池这几种。但除了聚光太阳能以外，其他种类太阳能转换效率很低以及成本也很高。
降低太阳能电池总成本一种有效的方法是聚光，它是通过聚光器将极大一部
分面积的阳光聚集在一个很小的范围之内从而形成了“焦斑”或者“焦带”，并在“焦斑”或者“焦带”上放置所使用的太阳能电池，从而更好的吸收光强度，减小了太阳辐射能流密度低的因素，输出更多的电能。对比普通的太阳能电池，聚光太阳能电池因为需要耐高倍率的太阳能辐射，所以需要光电转换性能较好的半导体材料能在较高温度下进行光电转换。现在市面上使用比较多的是单晶硅和砷化镓作为半导体材料。通常情况下聚光型太阳能电池采用的是垂直结构，从而减少串联电阻，而且电池的栅线比较密集，总体占电池总面积的10%左右，能够满足大电流密度的需要。理想情况下聚光型太阳能电池的光电转化效率高达28%。虽然聚光太阳能电池有着很高的光电转化效率，但是聚光系统相对来说比较复杂，同时需要跟踪捕捉太阳光，并且很难进行散热。现在市面上聚光太阳能电池很少见，聚光的倍数相对较低，且价格比较高。
2.聚光型太阳能材料及技术
2.1聚光用的太阳能电池原材料
目前适用于聚光型太阳能电池的有：砷化镓多结电池和单晶硅的背接触太阳能电池，以砷化镓多结电池的光转化效率比较最高（实验室达到41%左右，生产高于35%）。在过去这些电池普遍应用在非聚光的航天器材的应用之中。到目前为止，产业上生产这种电池的厂家依然很少，而且产量较低。
2.2产品构成与关键技术
由聚光电池组件、聚光器和跟日器及降温装置和相关动力构成的聚光太阳能电池，使用聚焦太阳能的方式把太阳光光能密度显著提高（400倍以上）。于此同时能够获得极大的太阳能电池的转换效率，最后小的单晶硅片上将会产生较大的电流。其中费涅尔透镜或者抛物面反射镜使得太阳光聚焦在一起，太阳能电池的散热是通过较大面积的散热片完成，有的采用循环水冷系统将热量进行再次利用（装置结构较为复杂）。
太阳能跟踪聚焦式光伏发电系统的关键在于能否精确的跟踪太阳的光照，其聚光比越大那么对应的跟踪精度就会越高，聚光比若为400小时则跟踪精度要求不高于0.2度。通常情况下跟踪准确精度跟其结构的复杂程度成正比，越复杂则造价就会越高，有的甚至价格超过光伏发电系统光电池的总价格。聚光电池与发
电系统的普及成功的关键在于能够实现聚光发电系统的可靠性、稳定性、跟踪度，保证能否够在不同的自然环境下长期使用。
3.聚光条件下太阳能电池发电的理论分析
3.1非聚光条件下的太阳能电池发电
在非聚光条件下，理想状态下电池伏安特性为：
I=I S exp qV
kT
?1?I L(3-1) 其中，I：负载电流，I L：光生电流，I s：反向饱和电流，V：电池片两端电压。伏安特性曲线如图3-3所示。并且电路开路时，电池片两端所需要的电压为开路电压V OC。此时流经负载电流I=0，代入公式（3-1）得：
V OC=kT
q ln I L
I S
+1≈kT
q
(I L
I S
)(3-2)
通过将电池片短路（V=0），可以得出短路电流I SC。将V=0代入公式（3-1）得：
I SC=I L(3-3)
由公式(3-1)可知，当I L固定V OC将会随着反向饱和电流I s的减小而呈现对数形式的增加，电池片输出功率可以表示为：
P=IV=I S V[exp qV
kT
?1]?I L V(3-4) 如图3-3所示太阳能电池的伏安特性曲线内矩形的最大面积为太阳能电池的最大输出功率，标记为P m。显然，P m值不仅取决于I SC和V OC，还依赖于特性曲线形状。由于dP/dV=0得到最大的输出功率的条件，即：
V m=kT
q ln[1+(I L I S)
1+qV m(kT)
]≈V OC?kT
q
ln(1+qV m
kT
)(3-5)
V m=I S(qV m
kT )exp?(qV OC
kT
)≈I L1?1
qV m kT
(3-6)
因而由公式(3-5)和(3-6)，最大输出功率P m为：
P m=I m V m≈I L[V OC?kT
q ln(1+qV m
kT
)?kT
q
](3-7)
定义填充因子FF为：
FF=P m
I SC×V OC
(3-8) FF是电池的重要参数之一，它的值决定了电池片性能的好坏。所以，在一
定的关照和电池面积条件下，为了得到比较大的输出功率，需要获取大的开路电压V OC与短路电流I SC之外，同时填充因子FF也要求很高。相对于不同种类的太阳能电池，使用电池的功率的转换效率即光电转换效率，又称之为转换效率：
η=I m V m
P in =I SC×V OC×FF
P in
=kT
q
I SC
P in
FF l n(I SC
I s
)(3-9)
其中，P in为电池片表面的入射太阳光功率。
图3-1太阳能电池片结构以及发电原理示意图
Figure 3-1 solar cell structure and power generation principle diagram
图3-2太阳能电池理想化等效电路图
Figure 3-2 solar cells idealized equivalent circuit diagram
图3-3太阳能电池理想伏安特性曲线
Figure 3-3 solar battery ideal volt-ampere characteristic curve
3.2聚光条件下的太阳能电池发电
在理想状态下，电池的光生电流I L与电池片表面覆盖的光强成正比。因此，在X倍聚光条件下，光生电流为I LX=XI L。此时，电池片的伏安特性应表示为：
I X=exp qV
kT
?1?XI L(3-10) 由V=0得聚光条件下的短路电流I SCX为：
I SCX=XI SC(3-11)
由I X=0得聚光条件下的开路电压V OCX为：
V OCX=kT
q ln(1+XI L
I S
)≈kT
q
ln(XI L
I S
)=kT
q
ln X+ln(I L
I S
)=V OC+kT
q
ln(X)(3-12)
其中，I SC和V OC分别代表非聚光条件下太阳能电池片的短路电流和开路电压。通过式(3-11)和(3-12)得到，在聚光条件时电池片的短路电流I SCX以及开路电压V OCX随光强增加而增大。同样，在聚光条件下，照射到相同面积的电池片表面的太阳光功率应为非聚光时的X倍。因此，在聚光时电池片转换效率ηX表示为：
ηx=I mX×V mX
XP in =I SCX×V OCX×EF
XP in
(3-13)
同时在中低倍聚光条件下(X<300)，填充因子FF变化幅度很小可以不计。因此，将公式（3-11）和公式（3-12）代入公式（3-13），并利用公式（3-9）所得非聚光条件下转换效率η进行简化得：
ηX=1+1
ln(I SC I S)
ln X (3-14) 由式（3-14）可得，在聚光条件时太阳能电池片的转换效率会根据聚光比呈现对数形式的增加，如图3-4所示。需要说明的是以上分析与讨论是基于理想的单晶硅电池片模型，散热条件良好，没有考虑温度条件影响下的结果。但是高倍聚光条件下会导致电池片过热使其结温升高，甚至严重影响电池片功能。因此，在在现实情况中聚光光伏系统一般要配置冷却装置；另外，太阳光入射到电池片表面的方向也会影响到系统效率，这就要求系统具有太阳方向追踪功能。为了研究结温对电池片输出功率的干扰情况，下面从热力学角度进行了讨论。
图3-4:单晶硅电池片转换效率提高与聚光倍数的关系曲线
Figure 3-4: monocry stalline silicon cell conversion efficiency and concentrated multiple
relationship curve
3.3聚光倍数与电池输出功率关系
3.3.1传热分析
如图3-5所示为一个在聚光条件下的太阳能电池。太阳能电池纵向的厚度为ε，铝板散热器与太阳能电池之间粘连有传热的绝缘材料。
图3-5太阳电池聚光发电模型
Fig3-5 Model of solar cell module in a concentrating photovoltaic system 若把电池置于封闭的空间中，空间存在由白色玻璃、围护结构以及铝板散热器密封得到的。通常情况下，不考虑电池以及空间的对流传热及辐射传热，只讨论热传导，那么在沿x方向上的热流满足式(3-15) :
dQ dx =E x L
l
?ΔT
r
(3-15)
式中:Q——太阳能电池内的热流;E( x)——会聚光强沿x方向的分布，W/m2 L——太阳能电池的宽;l——会聚光在太阳能电池x方向上的宽度( 图中并未
标出l) ;
T——太阳能电池与铝板散热器的温度差;
r——太阳能电池与铝板间的热阻（cm2·K/W）。
若假定铝板散热器下用循环流动水来冷却使铝板散热器保持恒温，并且能够较好地控制铝板的温度。把傅里叶定律代入式(3-15)可推出:
?κεd 2T
dx =E x L
l
?ΔT
r
(3-16)
式中，κ——太阳能电池导热系数; ε——太阳能电池厚度。理想状态下，会聚光宽度刚好与太阳电池的宽度相等，则有L =l，那么式(3-16)即变为:
?κεd 2T
dx2=E x?ΔT
r
(3-17)
3.3.2 聚光倍数与电池输出功率关系
对于均匀的聚光发电，E(x)在x轴的方向是不变的，所以E(x)此时为一常数，用E c来表示。这样式可表示为:
κεd 2T
dx =E c?ΔT
r
(3-18)
解此方程可得:
ΔT=E c r(3-19) 在理想状态下时均匀聚光发电，理论上太阳电池的温度同样是均匀的，它的温度值为铝板散热器温度T0与ΔT之和，即:
T1=T0+ΔT=T0+E c r(3-20) 推出太阳能电池的温度大于原始状态下环境温度的差值为:
ΔT1=T0+E c r?T c(3-21) 式中，T c—环境温度值，这里取25℃。
若太阳能电池的温度升高，太阳能电池的发电效率η则会下降，那么发电效率可表示为:
η=P max
P in
(3-22) 即太阳能电池最大输出功率P max与入射光的光功率P in的比值。同时还可表示为:
η=FF?V OC?I SC
(3-23)
P in
式中，FF为太阳电池的填充因子;V oc为电池的开路电压;
I sc为电池的短路电流。当温度每升高1℃则电池的开路电压V oc会下降到标准状况下室温值的0.4%，由上式(3-23)可得，也会随之降低约同样的比例。由(3-21)得到太阳能电池的效率值下降幅度为:
Δη=0.4%ΔT1η0=0.004(T0+E c r?T c)η0 (3-24) 式中，η0——在没有聚光条件时太阳能电池的效率。此时太阳电池的效率则变为:
η′=[1?0.004(T0+E c r?T c)]η0(3-25)且有:
η0=P0
(3-26)
P in
η′=P′
(3-27)
P in′
P in′=NP in(3-28)式中，N为聚光倍数;P 0是没有聚光时太阳电池的输出功率;
P '为聚光后太阳电池的输出功率P'in为聚光条件下的输入功率。
由式(3-25)～式(3-28)可得到:
P′=[1?0.004(T0+E c r?T c)]N?P0(3-29) 同时因为Ec = N·P in，代入式(3-29)中可得:
P′=[1?0.004T0?T c?0.004rP in?N]N?P0(3-30) 式中，P'和N为未知，其他各项都是已知，由式(3-30)中可看作是以聚光倍数N为变量的表达式。从式(3-30)得到，在聚光后太阳电池的输出功率P'随着N 的增加呈现先增大后减小的抛物线分布。这是由于，聚光比增大到一定程度之后，哪怕散热器保持恒温，但是由接触热阻等因素影响，电池的温升会过大导致输出的功率下降。输出功率极值点所对应的N值应由下式(3-31)所确定:
N=1?0.004T0?T c
(3-31)
0.008rP in
上式中，N代表的是输出功率P'最大值所对应的聚光倍数。
通过(3-20)可得到在理想均匀聚光的条件下太阳能电池温度和太阳能电池的聚光倍数之间的关系，如图3-5所示（T0取30℃，P in取1000W/m2）。
图3-6 N和T1的关系
Fig．3-6 There lation ship between N and T1
在式(3-31)中得到的N值还需要受到一个条件的限制，即在N倍聚光条件下太阳电池所达到的温度T1要低于单晶硅太阳能电池工作的上限温度(一般取120℃)，得到:
T0+rP in≤120(3-32) 由式(3-32)可得:
(3-33)
N≤120?T0
rP in
通过式(3-33)考虑到太阳能电池工作时温度的上限从而得到的限制因素。令T c=25℃，代入式(3-31)化简得到:
(3-34)
N=137.5?0.5T0
rP in
已知T0＞0，比较式(3-33)和式(3-34)可得，在(3-34)中等号右侧的值大于式(3-33)中等号右边的值。根据以上的两个条件下的情况，取式(3-33)中对N限定的条件，也就是P'达到实际的最大值所得的N值应等于(120－T0)/rP in。
比较(3-33)、式(3-34)还可得到，决定N取值的参数为铝板散热器温度T0与热阻r和未聚光时太阳能辐射的输入功率P in。T0对N的影响可表示为系统散热的能力对聚光倍数的限定。在式(3-33)以及式(3-34)中均可以得到，在其他因素不变的情况瞎，N将会随着T0的减小而增大。在实际情况下就是系统散热的能力越强反而太阳能电池的温度越低，所要求的聚光倍数越大。热阻r对N的影响也能表示为电池和散热器之间传热能力对聚光倍数的影响。在其他条件不变的情况下，r取值与N的成反比。在实际情况下表示为电池与铝板散热器之间传热速度越快且太阳能电池温度越低，所允许的聚光倍数则越大。
P in对N的造成的影响可以表示为太阳光强对聚光倍数的影响，在其他条件条件确定时，可以得到太阳入射的光照越强，随着太阳能电池的温度的升高，则所需要的聚光倍数N则越小。反之，若太阳光照比较弱，电池温升越小那么所要求的聚光倍数则越大。因此，在研究太阳能聚光器的时候，要结合三个条件，才能够研究出合适的较大聚光倍数，然后得到比较高的太阳能电池输出功率。3.3.3计算实例
不同种类太阳能电池的作用有着不同的差别。现在为止，有几种比较常见的太阳能电池，其中单晶硅电池有着广泛的使用，所以本文对单晶硅太阳电池进行了研究分析。
已知:在太阳能电池的光伏发电过程中，热阻的值r取为55cm2·K/W，通过循
环水冷使得铝板温度T0保持在30℃左右，室内环境的温度T c约为25℃，单晶硅太阳电池在运作状态下不能超过120℃，需要给定最为合适的聚光器最大聚光倍数。
若要计算出聚光器最大的聚光倍数，就要讨论太阳辐射能流密度的影响作用。由于在不同时间里太阳辐射能流密度是不断改变的，因此在已知聚光器的聚光倍数后，若要达到太阳辐射能流密度最强，太阳能电池温度不能高于它工作温度额峰值。因此在研究聚光器N值时，需要当地能够到达的比较高的太阳辐射能流密度值来计算。
取太阳辐射能流密度P in为1000W/m2来进行计算，取T0=30℃，r=55cm2·K/W，有：
N=120?T0
in
=
120?30
=16.36
上式研究均匀聚光的条件下，假若单晶硅太阳能电池表面完全被会聚光覆盖从而得到的理想结果。在实际情况中是非均匀的聚光，会聚光在太阳能电池的表面上分散开来，会影响太阳能电池最高温度的较大提高，所以它的聚光倍数就会减小，用来降低电池的温度。
图3所示其中P0=3.6W、P in=1000W/m2、Tc=25℃、r=30cm2·K/W，T0取30、40、50、60℃时进行计算P'和N的关系。而且各个T0对应的实心曲线代表的是太阳能电池温度不高于120℃时的功率输出情况下，空心曲线代表的是太阳能电池的温度超过120℃以后功率输出的状况。由图3-7可知，以上有关式(3-33)和式(3-34)分析的结果的正确性，也就是说合理的聚光倍数的取值应在各实心曲线范围内。
图3-7 聚光倍数和输出功率的关系
Figure 3-7 concentrated ratio and output power
从图中可以得到当温度一定时输出功率的值随着聚光倍数的增加先增大后
减小，当温度增高时聚光倍数的增长幅度则比温度低时增长幅度偏大。
同时要强调的是，在实际光伏发电时由于散热器散热能力的影响，聚光倍数一般不会很大。所以说解决光伏电池散热的问题，是提高聚光倍数以及太阳能电池的输出功率的有效途径。
3.4聚光降低光伏发电成本
基于以上3.2和3.3部分的讨论，可以从以下两个方面理解聚光降低光伏发电成本的本质。
3.4.1聚光提高电池片转换效率
光伏发电的价格主要受到太阳能辐射的强度、单位面积太阳能电池成本以及其工作效率等条件的影响，提高电池片的转换效率能够有效的减少光伏发电成本，按照光伏系统的研究经验，每当太阳能电池片的效率上升1%，发电成本相应的减少8%～10%。通过对3.3.2的讨论，得到太阳能电池片转换效率随着聚光比的增加呈对数形式的增加，所以得到利用聚光的方法提高电池片转换效率可以有效的降低光伏发电成本。
3.4.2聚光减少昂贵的电池片消耗
在光伏发电系统中，主要成本在于太阳能电池片，大约占系统总成本的50%～55%，因此减小电池片消耗能够很好的减少光伏系统的发电成本。光伏聚光技术利用廉价材料组成光学聚光系统，该系统大面积的收集太阳光能并聚集于较小面积的电池片表面。因此，采用聚光的手段一方面能充分收集并吸收利用太阳光能，另一方面又利用廉价的材料替代了昂贵的电池片材料，从而能更好的减少光伏系统的发电成本。
4.总结与展望
此偏论文以单晶硅太阳电池为例，对假设条件下太阳能均匀聚光发电时的聚光倍数与输出功率的关系的研究，根据聚光条件下聚光倍数与输出功率的表达式，从而得到最大输出功率对应的聚光倍数的取值范围。增大光伏系统的散热的能力、减小太阳电池与散热器之间的热阻以及运用均匀聚光照射的太阳电池，可以有效的增大光伏发电系统所能承受最大聚光倍数。
20世纪70年代开始研究光伏聚光系统，首个光伏聚光系统的研究是在美国Sandia实验室进行的，当时系统的聚光比为50，光电转换效率为12.7%。此后，法国、西班牙和意大利也相继展开了这个领域的研究工作，并设计出了类似的光伏聚光系统。但是，之前的这些研究工主要对于光伏聚光理念的提出与论证。由20世纪80年代中期开始，光伏聚光产业开始进入规范的中期成长阶段，经过90年代中后期的系统改造与升级后进入到现阶段的示范电站和小规模应用阶段。最近10年，光伏聚光产业得到了迅速发展，据统计累计投资达到1亿美元，吸引着全球众多企业投入到这个产业，提出了多种光伏聚光解决方案。
这些方案主要针对传统高倍光伏聚光系统,围绕怎样改进系统性能和进一步产业化问题。具体来说，主要集中在改进太阳能电池片性能、提高光伏聚光器聚光效率以及冷却装置和太阳能跟踪系统方案改进等几个方面，特别是前面两个方面受到尤为多的关注。刚开始所运用在光伏聚光系统的电池片主要是硅电池，然而转化效率仅仅达到20%，并且研究得到硅电池在高温情况下效率会减弱，并且其使用年限也受到了温度的影响。20世纪90年代，光伏聚光系统开始研究使用以砷化镓代表的电池。这种电池能汲取太阳光在不同波段能量，并且有效的将太阳光能转换为电能，它的效率是一般硅电池的两倍之余。2011年，SolarJunction 公司报道了GalnP/InGaAs/InGaNAs/Ge四结太阳能电池，在1000倍聚光下实现了43%的转换效率，是现在世界上所报道最高的转化效率。并且，不仅具有较高的转换效率，而且砷化镓材料具有良好的耐热性和抗辐射能力，因此该类电池技术的发展极大的推动了光伏聚光产业的发展。目前，光伏聚光系统大多数运用多结砷化镓电池，同时产业界也在积极的进行系统改造升级，以砷化镓聚光电池来替换硅聚光电池。就聚光器部分而言，产业化的高倍聚光系统主要采用聚光反射镜或者透镜组成的光学系统进行聚光。
经过近50年的发展，传统高倍光伏聚光技术日趋成熟。该技术与电池片制造工艺本身比较而言，技术难度低，使用的制造装备简单，构成系统的材料成本低廉，且较容易实现大规模安装，在特定领域实现了可观的经济效益，具有巨大的应用前景。但是，在高倍聚光器系统中的每个部件的设计和使用策划都要比较长时间的比较、选择与可靠性研究，并且多数体积较大笨重，管理维护的成本高。另外，就是需要配套昂贵精确的太阳跟踪系统，从而增加了系统的成本与自身的能耗。这些特点和缺陷使其应用受到了相当的局限。为了避免昂贵且具有自身能耗的太阳跟踪系统，弥补高倍光伏聚光系统应用的局限性，近年来研究者们基于平面波导结构，提出了多种新型的中低倍光伏聚光技术方案，例如光栅聚光器、全息聚光器以及荧光材料掺杂的聚光波导等器件。这些新型光伏聚光系统将衍射、全息以及荧光发射等光学机制引入平面波导结构，实现大面积太阳光的收集和聚光，不必需要太阳跟踪系统以及复杂的安装配件，在光伏建筑一体化上具有深远的应用前景。在这些新型光伏聚光器中，荧光材料掺杂的聚光波导器件备受关注，也激发了研究者们的研究兴趣。
结束语
本文主要通过研究单晶硅太阳电池，对假设条件下太阳能均匀聚光发电时的聚光倍数与输出功率的关系的研究，根据聚光条件下聚光倍数与输出功率的表达式，从而得到最大输出功率对应的聚光倍数的取值范围。
此次毕业论文能够顺利完成。首先我要感谢我的指导老师柳老师，在毕业设计的过程中，在各个方面给予我诸多帮助。于此同时我同样要对在这四年中在学习中带给我诸多教诲和影响的老师们表示由衷的感激，谢谢他们在四年的时光里辛勤栽培。每个任课老师真诚负责，悉心教导我们每一个人，这让我能够非常好的了解和掌握所学的专业知识，同时在设计中得到体现，顺利的完成了我的毕业论文。
最后我要真诚的感谢与我同组的各位同学和我的室友们，在我完成毕业论文的这段时间里，你们给予了我很多启发，同时也提出很多的宝贵建议，感谢你们的鼓励和支持，在此我表示非常地感谢！
参考文献
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[10]张耀明，王军等聚光类太阳能热发电概述[J]。太阳能,2006，(1):39~41
Study of the power characteristic of solar
cells in concentration
Abstract:Focusing photovoltaic technology USES material cost will cheap condenser of sunlight on the small area of solar cells, so that reduce the consumption of the battery materials, but also improve the solar cell conversion efficiency. First of all, starting from the principle of semiconductor devices, this paper derived the single crystal silicon cell conversion efficiency and the relation between the condensing ratio. Secondly, focusing the cell junction temperature is high, and the junction temperature change affects the output power of the cell. In general, the output power increases with the increase of concentrated multiple first then decreases. In order to find reasonable concentrating ratio, maximum output power, photovoltaic (pv) system based on the most commonly used single crystal silicon solar cell, for example, from the point of view of thermodynamics, the battery temperature is less than the maximum working temperature under the premise of, through the analysis of the heat capacity of pv systems, battery and thermal resistance between the radiator and condenser multiples, the relationship between the maximum output power corresponding to the given certain condition of concentrated multiple expressions. Results show that under the condition of the condenser enhance heat dissipation capacity of photovoltaic system, reduced the thermal resistance between the solar cell and the radiator and the use of even concentrated illuminate solar cells, photovoltaic power generation system is to improve the efficiency of the effective ways to reduce the cost.
Key words:solar energy;Concentrated ratio; The output power; Photovoltaic system; Concentrated than
高倍聚光太阳能电站项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/0e12164438.html, 高级工程师：高建
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目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国高倍聚光太阳能电站产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (12) 2.5高倍聚光太阳能电站项目发展概况 (12)
航天器太阳电池阵的研究进展 摘要：太阳电池阵是在轨航天器主要的电源系统。太阳电池阵由连入一定电路的太阳电池纵横排列而成，利用阳光直接发电而无化学过程。在太阳电池阵的发展历程中，其构型不断演变，变得日趋先进与完善。如今太阳电池阵的设计更多的融入发散思维与创新思维，在向新的台阶跨进，以满足更为复杂的航天任务。在本文中，我们将对太阳电池阵的发展历程进行回顾，并了解其发展现状以及展望未来的前景。 关键词：航天器、电池阵、结构、材料、功率大、质量小、发展过程 1.引言 太阳电池阵简称太阳阵（Solar Array），是航天器上的太阳能电池组成的阵列，由多个带盖片的单体太阳电池按供电要求以串、并联方式组成。①它有着功率大、寿命长、质量小、构造简单、可靠等一系列优点，在宇宙空间中，它能吸收太阳的辐射能并将其转化为电能，为在轨航天器提供动力源。1957年前苏联发射的第一颗人造地球卫星开启了人类的空间探索时代。随着各种航天器的发射运行，太阳电池阵作为航天器的电源不断更新以适应日益严苛的工作条件。20世纪60年代以来，随着载人飞船、空间站以及深空探测计划的进一步实施，对航天器太阳电池阵提出了更高的要求。②如今人类对于宇宙空间的探索不断加深，航天器太阳电池阵所承担的任务也不断加剧，功能方面的不断细致化以及电力方面不断提高的需要等都在促使着航天器太阳电池阵不断地创新与进步。 2 航天器太阳电池阵的发展过程 第一种实用性的太阳电池是1954年研制成功的。然而由于这类早起点吃的价格较高，效率较低，加之顾客对许多新产品通常持有的怀疑态度，因此阻碍了它们的广泛应用。20世纪60年代，日本、法国、苏联等国家通过不同的方法使太阳阵的功能及效益得到改善得以使之投入应用之中。而太阳阵在航空器上的应用则是从人类探索宇宙后不久即开始了。1957年10月4日，苏联把第一颗人造卫星送入地球轨道，意味着空间时代的开始，但是这颗卫星和苏联之后发射的第二颗人造卫星一样都只是使用化学电池作为能源。1958年，苏联第一次将太阳阵用在了卫星上，但是其效率很低，6年多的时间里，该太阳能系统提供的功率不到一瓦。③ 自从1957年以来，太阳阵的尺寸在不断增大，而且越来越复杂。1958 年3 月,美国的Vanguard1星上首次安装了太阳电池板进行飞行实验④。那时的太阳电池阵是体装式，即把太阳能电池直接铺设或安装在航天器本体表面的某些位置上。对于这类太阳电池阵，支承太阳电池的结构（基板）往往就是卫星的外壳结构，或者是固定在外壳表面上的结构。体装式太阳阵分为多面体型与圆柱体型。⑤体装式的太阳阵较好的实现了航天器在空间对于太阳能的收集，很大程度解决了能源的供给问题，使卫星寿命明显延长，但是发电效率较低的问题却仍然没能很好解决，只能供给功率较小的小型卫星。为了解决这一问题，出现了展开式太阳电池阵。太阳桨（solar paddle）是展开式太阳电池阵的初级形式，往往以单块基板与卫星本体相连。但是不久之后，卫星设计提出了大功率太阳电池阵的要求，它们所提供的功率比太阳浆提供的更大，一种方法是采用定向式或半定向式太阳板（图1），另一种方法是在较大直径的飞行器上采用圆柱形或其他形状的本体安装式太阳电池阵（图2）。
江西科技师范大学 毕业论文 题目（中文）：聚光条件下太阳能电池性能的理论研究（外文）：Study of the power characteristic of solar cells in concentration 院（系）：xxxxxxxxxxxxxx 专业：xxxxxxxxxxxxxx 学生姓名：xxx 学号：xx xx 指导教师：x x 2016年4月20 日
目录 1.概述........................................................................................................................ - 1 - 2.聚光型太阳能材料及技术.................................................................................... - 1 - 2.1聚光用的太阳能电池原材料...................................................................... - 2 - 2.2产品构成与关键技术.................................................................................. - 2 - 3.聚光条件下太阳能电池发电的理论分析............................................................ - 3 - 3.1非聚光条件下的太阳能电池发电.............................................................. - 3 - 3.2聚光条件下的太阳能电池发电.................................................................. - 5 - 3.3聚光倍数与电池输出功率关系.................................................................. - 6 - 3.3.1 传热分析........................................................................................... - 6 - 3.3.2 聚光倍数与电池输出功率关系....................................................... - 7 - 3.3.3 计算实例......................................................................................... - 10 - 3.4聚光降低光伏发电成本............................................................................ - 11 - 3.4.1 聚光提高电池片转换效率............................................................. - 11 - 3.4.2 聚光减少昂贵的电池片消耗......................................................... - 11 - 4.总结与展望.......................................................................................................... - 12 - 结束语..................................................................................................................... - 14 - 参考文献................................................................................................................. - 15 -
高倍聚光的Ⅲ-Ⅴ太阳电池发电成本分析 Xinghun1201 2009年6月22日星期一 决定CPV发电成本的主要因素是：（1）产量规模；（2）聚光倍数；（3）电池效率 目前和今后，发展类似LEDs制造方法制造多结化合物太阳电池，可以使得多结化合物太阳电池的成本大大降低，具有竞争力的CPV市场需要使用1000倍或更高倍聚光的Ⅲ-Ⅴ太阳电池，因为市场上Si太阳电池已经做到几百倍太阳聚光，虽然效率只有25%。用更高倍聚光来抵消Ⅲ-Ⅴ太阳电池生产成本。 另一个建议使用1000倍聚光的原因来源于CPV实际产业化实验成本分析，以西班牙NFLATCOM 项目为例，2000年完成的第一阶段实验，接近与完全聚光PV模块原型制造过程。使用RXI光学聚光器1000倍聚光，使用GaAs单结电池（25%）；使用高效率高倍聚光系统实现了商业光伏系统安装（10MWp）成本为2.8欧元/Wp，另外，如果加上其他不过预期的成本估算为4.8欧元/Wp，由此可见，需要使用1000倍聚光来抵消Ⅲ-Ⅴ太阳电池生产成本。 CPV在产业化实验的第二阶段，取得明显进展，实现了商业光伏系统成本为2.5欧元/Wp，据估算，工作在1000倍聚光，效率为30%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为2.5欧元/Wp，而对于工作在400倍聚光，效率为38%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为3.0欧元/Wp，对于工作在250倍聚光，效率为40%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为3.8欧元/Wp，对于工作在1000倍聚光，效率为26%的多结化合物太阳电池，光伏系统成本为2.8欧元/Wp，下图给出不同聚光条件和不同电池效率的光伏发电成本。 附图1：CPV系统发电成本与产量规模（上曲线10MWp，下曲线1GWp）、聚光倍数、电池效率的关系。(单位：欧元/Wp)
高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成 为太阳能领域的新焦点 经过30多年的发展，高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成为太阳能领域的新焦点，引起了行业内企业的追逐。在日光照射较好的几个欧美国家，已通过了优惠的上网电价法，随着具有40%转换效率的Ⅲ-V 族半导体多结太阳能电池的普及和成本下降，高倍聚光光伏电池市场进入快速增长期。与前两代电池相比，HCPV采用多结的砷化镓电池，具有宽光谱吸收、高转换效率、良好的温度特性、低耗能的制造过程等优点，使它能在高倍聚焦的高温环境下仍保持较高的光电转换效率。高倍聚光光伏系统技术门槛较高且行业跨度大，涵盖半导体材料及工艺制造、半导体封装、光学设计制造、自动化控制、机械设计制造、金属加工等领域。HCPV行业的产品包括了多结电池片外延材料、光电转换芯片、光接收器组件、聚光器、光伏模组、双轴跟踪器等。 电池芯片采用多结技术大幅提高光电转换效率 与硅基材料相比，基于III-V族半导体多结太阳能电池具有最高的光电转换效率，大致要比硅太阳能电池高50%左右。III-V族半导体具有比硅高得多的耐高温特性，在高照度下仍具有高的光电转换效率，因此可以采用高倍聚光技术，这意味着产生同样多的电能只需要很少的太阳电池芯片。多结技术一个独特的方面就是材料——可选择不同的材料进行组合使它们的吸收光谱和太阳光光谱接 近一致，相对晶硅，这是巨大的优势。后者的转换效率已近极限(25%)，而多结器件理论上的转换效率可达68%。目前最多使用的是由锗、砷化镓、镓铟磷3种不同的半导体材料形成3个p-n结，在这种多结太阳能电池中，不但这3种材料的晶格常数基本匹配，而且每一种半导体材料具有不同的禁带宽度，分别吸收不同波段的太阳光光谱，从而可以对太阳光进行全谱线吸收。 HCPV芯片的生产过程如下，首先利用MOCVD技术在4英寸锗衬底上外延砷化镓和铟镓磷形成3结电池片的材料，然后在外延片上利用光刻、PECVD、蒸镀等技术，制备减反膜以及主要成份为银的金属电极，再经划片清洗等工艺，生产出HCPV芯片。HCPV芯片的主要生产商有美国的Spectrolab、Emcore，德国的Azurspace，加拿大Cyrium，中国台湾Arima、Epistar等。衬底剥离的芯片和量子点技术是目前HCPV芯片领域的新热点。 接收器要安全可靠稳定地应用于系统 聚光太阳能电池芯片被封装到光接收器中，接收器封装对太阳能电池进行保护，对会聚光均匀化，同时起到散热的作用。接收器组件还包括旁路二极管和引线端子。芯片的主要焊接工艺有回流焊和共晶焊，二者最主要的区别在于前者使用助焊剂焊接，在焊接后需要清洗去除残留助焊剂，而共晶焊使用无助焊剂的焊片焊接。为了将电从芯片导出，需要进行金带键合将芯片和外围电路连接起来。接收器组件的检验指标主要包括空洞率和电性能测试，空洞率是检验焊接良好与否的标准。电性能方面，5.5mm×5.5mm接收器组件在500倍太阳光下的光电 转换率高达38.5%以上。在实际使用中，还需要将接收器组件与二次光学器件、散热器封装在一起，组成完整的接收器。二次光学器件可以降低对跟踪器高精准度的要求，并使通过涅尔透镜聚焦后的光斑更加均匀地照射到电池芯片上。 二次光学元件通常是光学玻璃棱镜或中空的倒金字塔金属反射器。为了最大限度地利用太阳能资源，节省芯片材料以降低成本，可以提高电池的聚光倍数，
摘要 近年来，多晶硅原材料的紧缺，已制约了单晶硅或多晶硅的硅级电池的规模生产。由于高昂的上游原料的成本导致光伏发电成本居高不下，与传统的电力价差悬殊是光伏并网发电市场尚不能全面启动的主要因素之一。高倍聚光电池及系统的规模应用，将在缓解太阳能电池对硅原料的依赖和降低成本方面有很大的改进和创新。 关键词：硅级电池高倍聚光电池低成本新型技术
绪言 (4) 一.聚光型太阳能材料及技术 (5) 1.1聚光用的太阳能电池原材料 (5) 1.2产品构成与关键技术 (5) 二.产品与技术发展模式 (5) 三.产品核心优势 (6) 3.1 光电转换效率高 (6) 3.2 单位面积输出功率高 (7) 3.3 市场应用现状 (7) 四.未来太阳能电池市场前景展望 (7) 4.1 聚光电池应用前景 (8) 五.行业重点技术和公司关注 (9) 参考文献13
聚光电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施，通过聚光器使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内，形成“焦斑”或“焦带”，并将太阳电池置于“焦斑”或“焦带”上，以增加光强克服太阳辐射能流密度低的缺陷，从而获得更多的电能输出。通常聚光器的倍率大于几十，其结构可采用反射式或透镜式。聚光器的跟踪一般用光电自动跟踪，散热方式可以是气冷或水冷，有的与热水器结合，既获得电能，又得到热水。用于聚光太阳电池的单体，与普通太阳电池略有不同，因需耐高倍率的太阳辐射，特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证，故在半导体材料选择、电池结构和栅线设计等方面都比较特殊。最理想的材料是砷化镓，其次是单晶硅材料。在电池结构方面，普通太阳电池多用平面结构，而聚光太阳电池常采用垂直结构，以减少串联电阻的影响。同时，聚光电池的栅线也较密，典型的聚光电池的栅线约占电池面积的1O％，以适应大电流密度需要。
聚光太阳能发电的几种主要形式 一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。 其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的
单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。 缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高 聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电使用抛物镜将光线聚集到充有合成油的吸热管上，再将加热到约400摄氏度的合成油输送到热交换器里，将热量通过此加热循环水，将水加热，产生水蒸气，推动涡轮转动使发电机运转，以此来发电。 聚光太阳能发电与太阳能电池不同，太阳能电池使用太阳电池板将太阳能直接变成电能，可以在阴天操作，CSP一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。 聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电系统由聚光太阳能接收器,聚光镜,阳跟踪机构组成.聚光太阳能接收器包括聚光太阳能电池,旁路二极管和散热系统等.聚光太阳能电池是将
第29卷 第12期2008年12月 半 导 体 学 报 J OU RNAL O F S EM ICOND U C TO RS Vol.29 No.12 Dec.,2008 3国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA 05Z 410),国家基础研究发展规划计划前期研究专项(批准号:2007CB 216405),云南省自然科学基金重点资 助项目(批准号:2007C 0016Z ,2005E 0031M )及教育部出国留学回国人员基金资助项目 通信作者.Email :l mdocyn @p https://www.doczj.com/doc/0e12164438.html, 2008206214收到,2008207215定稿Ζ2008中国电子学会 槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列3 徐永锋1 李 明1,2, 王六玲1 何建华1 张兴华1 王云峰1 项 明1 (1云南师范大学物理与电子信息学院,昆明 650092) (2云南师范大学太阳能研究所,昆明 650092) 摘要:基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试 实验.结果表明,聚光后,前3种电池阵列的I 2V 曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快.而砷化镓电池阵列有较好的I 2V 曲线,其效率由聚光前的23166%增加到26150%,理论聚光比为16192时,输出功率放大1112倍,聚光光伏系统中可采用砷化镓电池阵列以提高效率.砷化镓电池阵列P m 、F F 和η的温度系数分别为-0112W/K 、-0110%/K 和-0121%/K ,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热.研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4123;16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8146.研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据. 关键词:聚光太阳能系统;输出功率;填充因子;温度系数EEACC :8230G ;8250;8420中图分类号:TN 304 文献标识码:A 文章编号:025324177(2008)1222421206 1 引言 目前,开发利用太阳能已成为世界各国可持续发展的主要战略决策,但是,太阳能量的分散性却成为利用太阳能的主要障碍[1].采用聚光方法,几倍乃至几百倍地提高太阳能辐射功率密度,以提高单位面积太阳电池的输出功率,降低光伏发电成本,具有较好的应用前景[2].国际上,20世纪70年代末至80年代初,美国M I T 的Hendire 及美国B r ow n 大学的Russell 教授最先涉及光伏与光热的研究[3,4];1995年挪威学者对PV/ T 系统进行了实验研究[5,6] ;而希腊学者于2002年对 PV/T 系统进行了实验研究[7,8] ,较为详细地报道了用水或用空气作为太阳电池板冷却工质时,系统的供电与供热特性;澳大利亚国立大学可再生能源研究中心采用80个槽式抛物面跟踪太阳反射镜系统,聚22倍光作用于太阳电池板,此时电池的效率达到22%以上,在同等功率输出条件下,采用槽式抛物面聚光太阳能光伏发电的成本仅为非聚光平板太阳能光伏发电成本的60%,该大学在2004年对槽式聚光系统在热电联供方面做了较系统的研究[9].目前国内只是对单片常规电池进行实验和模拟计算研究,并没有相关的实验研究.因此本文基于槽式聚光太阳能系统,汇集高密度太阳能对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列、砷化镓电池阵列进行实验研究,根据太阳电池阵列的特性曲线分析电池性能,找出影响电池阵列输出特性的因素,并分析了不同光照情况下的I 2V 曲线. 为保证电池效率及防止电池温度过高,采用冷却方法,控制冷却流体的流速来调节电池的温度,同时得到热能.研究工作对槽式聚光太阳能系统进一步优化提供依据. 2 实验 槽式聚光太阳能系统集热装置如图1所示,采用结构简单、跟踪方便、应用最广泛的槽式抛物面反射聚光器,集热器内腔体为纯铝型材,内腔体与外腔体之间用保温层隔开,太阳电池由导热绝缘胶贴在集热器下表面.太阳光由镜面反射汇集在电池上,成倍增加单位面积电池的输出功率,通过背面圆形管道中的水强制冷却电池温度,热水流出导管后被存储起来对外供热.在聚光条件下,太阳电池阵列输出电功率,同时得到热能,系统可实现热电联供 . 图1 槽式聚光太阳能系统集热装置图 Fig.1 Diagra m of collect or of t he t rough conce nt rating solar e negy syste m
聚光太阳能发电?聚光太阳能发电（CONcentrating Solar Power）简称CSP是采用反射镜把太阳光反射并聚集到接收器，该接收器能够聚集太阳能并将其转换为热能，利用这种热能生产的热蒸汽，推动涡轮发动机，从而驱动发电机发电，满足电力需求。太阳能到电能的高效率转换特性，使CSP技术成为具有吸引力的可再生能源项目。 目录 ?聚光太阳能发电的几种主要形式 ?聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电的发展现状 ?聚光太阳能发电的发展优势 聚光太阳能发电的几种主要形式 ?一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收
器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高
中国首座高倍聚光光伏电站投入运营 source:中国工控网 中国首座商业化运营的并网高倍聚光光伏电站近日正式启动，该电站由上海聚恒太阳能有限公司在哈尔滨工业大学（威海）校园内建设。据悉，国家金太阳认证中心-国家计量科学院鉴衡认证中心也在此挂牌"金太阳高倍聚光光伏示范电站"。 该光伏列阵由48个聚光光伏组件组成， 不同于大家熟悉的通常呈蓝色或黑色的晶体硅平板太阳能电池板，聚光光伏组件是由透明的平板玻璃光学系统和太阳能电池组成的 被称之为第三代光伏技术的高倍聚光光伏发电技术使用高效率的多结三五族太阳能电池，光电转换效率已达41%，理论上可达70%。多结三五族太阳能电池也被称为砷化镓电池，是目前光电转换效率最高，达到晶体硅技术的两倍，同时也是效率增长潜力最大的太阳能电池。由于其价格非常昂贵，最早使用在太空领域为卫星和空间站提供能源，地面使用难以普及。但由于这种电池的转化效率可随着聚光倍数的增加而提高，因此利用低成本的聚光光学系统和此电池结合在一起，就能以低廉的成本获得高效率的发电系统。由于聚光太阳能电池转化效率高，一方面可以降低光伏发电成本，同时也可以大幅减少光伏电站的建设用地；因此，它也是最有希望在大型光伏电站中使用，将发电成本降低到可以和煤电成本相竞争的光伏技术。 由于高倍聚光光伏发电技术在国内才起步，在太阳能光伏几种技术中，参与的企业和影响力还很小。而在欧美聚光光伏已逐步成为主流技术，尤其是2010年以来，高倍聚光光伏已获得数个10MW及以上级别的光伏电站项目，此前，美国加州曾批准建造1GW聚光型太阳能电站。哈工大太阳能研究所的成立，利用哈工大在航 空航天技术领域的优势，及威海光照资源好、地处经济发达区域的特点，将聚光光伏技术的综合应用作为重点，优先开展聚光发电、聚光海水淡化等课题研究，促进高倍聚光光伏技术在中国的快速发展。 在哈尔滨工业大学威海校区建设的峰值功率11KW高倍聚光光伏电站（576倍聚光），是国内第一个按照商业化系统建设且并网发电、投入运营的高倍聚光光伏电站， 也是目前已报道的国内转换效率最高的并网光伏电站（直流效率25%）。据哈工大威海校区马校长透露，接下来会在威海建设1MW的聚光光伏电站，并在此基础上进行聚光太阳能海水淡化等能源综合利用。年内聚恒太阳能会在北京、内蒙古、新疆、吉林、四川、广东等地建设类似规模的聚光光伏试点电站，为在国内各类地区建设大规模聚光光伏电站做储备。
扬州大学物理科学与技术学院 大学物理综合实验训练论文实验名称：太阳能电池探究亮特性光照强度关系 班级：物教1201班 姓名：郑清华 学号：120801117 指导老师：李俊来
太阳能电池探究亮特性光照强度关系 物教1201 郑清华指导老师：李俊来 摘要：本文介绍了太阳能电池研究背景、实验原理等。在不同光强条件对单晶硅太阳电尺进行了测试.研究发现,当光强为3433.56—10617.33W/2 m时,开路电压随着光强的增加呈对数关系增加,短路电流几乎呈线性变化。效率随着光强的增加先增加后减小,最大效率值1、21%。填充因子随着光强的增加减小。 关键词：太阳能电池;输出特性；光强特性。 一、研究背景 随着经济社会的不断发展，能量与能源问题的重要性日益凸显。人类对能源的需求，随着社会经济而急剧膨胀，专家估计目前每年能源总消耗量为200亿吨标准煤，并且其中90%左右为不可再生的化石能源来维持。就目前情况，全球化石能源储备只能维持100年左右。太阳能以其清洁、长久、无害等优点自然而然成为人类可持续发展不得不考虑的能源方式。太阳每年通过大气向地球输送的能量高达3×1024焦耳，而地球上人类一年的能源总需求达到约4.363×1020焦耳，也就是说，如果我们可以收集其中的万分之一到万分之二就足够我们的需求。太阳能是最为清洁的能源，并且不受任何地域限制，随处可取。此外，将太阳能转换为电能后，电能又是应用范围最广，输送最方便的一种能源。 太阳能一般指太阳光的辐射能量。我们知道在太阳内部无时无刻不在进行着氢转变为氦的热核反应，反应过程中伴随着巨大的能量释放到宇宙空间。太阳释放到宇宙空间的所有能量都属于太阳能的范畴。太阳能电池是目前太阳能利用的关键环节，核心概念是pn结和光生伏特效应 晶体硅太阳电池在如今的光伏市场中占据了绝对主导的地位,而且这一地位在今后很长一段时间内不会改变,因此提高晶体硅太阳电池效率,降低生产成本, 使晶体硅太阳电池能与常规能源进行竞争成为现今光伏时代的主题.太阳能是最具发展潜力的新能源。光伏发电是解决能源危机，实现能源可持续发展的重要途径之一。硅太阳能电池是当今市场的主流产品，其最高效率是24.7%，由新南威尔士大学马丁·格林教授研制的PERL单晶硅电池取得单并保持至今。继续提高转换效率十分困难，但电池的效率会随温度和光强变化而变化。因此，研究温度和光强对太阳能电池的影响是必要的。 二、太阳能光伏电池实验 （一）实验目的 1.了解pn结的基本结构与工作原理。 2.了解太阳能电池组件的基本结构，理解其工作原理。
太阳能光电工程学院 《太阳能电池及其应用》 课程设计报告书 题目：聚光型太阳能电池技术及现状 姓名： 设计成绩： 指导教师： 摘要 本文概述了目前全球能源现状，以及聚光型太阳能电池的市场背景，表明了太阳能发电的重要性和前景，详细介绍了聚光型太阳能电池的技术、现状以及与普通太阳能电池的区别，并对普通太阳能电池与聚光型太阳能电池发电所需发电成本进行比较。详细介绍了塔式、槽式、碟式太阳能发电的原理及优缺点。
指出电池冷却技术的必要性和冷却技术。同时指出聚光型太阳能电池发展面临的困难和解决措施，以及今后的发展方向。通过改造电池制造工艺、提高转换效率、聚焦技术的应用等手段，可以有效降低光伏发电成本，也是国内外本领域研究的热点。其中采用聚焦技术是一个有效地方法。对常规太阳能电池进行聚光，使太阳电池工作在几倍乃至几百倍的光强条件下，一定程度上克服了太阳能量的分散性，可以提高单位面积太阳电池的输出功率，大大降低光伏发电成本，具有很好应用前景。 关键词：聚光型太阳能电池技术措施 目录 绪言 (2) 1.聚光型太阳能原理及技术 (3)
1.1聚光型太阳能电池的原理 (3) 1.2聚光型太阳能电池的关键技术 (4) 1.3塔式太阳能发电技术 (5) 1.4槽式太阳能发电 (6) 1.5碟式太阳能发电 (7) 1.6电池的冷却技术 (7) 2.产品的的核心优势 (10) 2.1光电转换效率高 (10) 2.2单位面积输出功率高 (10) 3.现状与展望 (10) 3.1我国聚光型太阳能电池的现状 (10) 3.2展望 (11) 参考文献 (12) 绪言 随着经济的发展，社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，由于全球气候变迁、空气污染问题以及资源的日趋短缺之故，传统的燃料能源正在一天天减少，与此同时全球还有约20亿人得不到正常的能源供应。寻找新能源成
砷化镓太阳能光伏电池发展现状分析 作者：佚名日期：2009年09月07日来源：不详【字体：大中小】我要投稿近年来，基于硅材料的太阳能电池价格起伏不定，光伏产业巨大的泡沫由于经济危机而破裂，对产业的健康发展产生了较大影响。聚光型太阳电池可以减小对原料在量上的依赖程度，进而对降低光伏系统建造成本和产业多元化发展起到积极作用。较之薄膜电池和普通晶体硅电池，聚光型太阳电池的光电转化率较高，因此受到研究者的高度重视一、砷化镓电池基本介绍近年来，太阳能光伏发电在全球取得长足发展。常用光伏电池一般为多晶硅和单晶硅电池，然而由于原材料多晶硅的供应能力有限，加上国际炒家的炒作，导致国际市场上多晶硅价格一路攀升，最近一年来，由于受经济危机影响，价格有所下跌，但这种震荡的现状给光伏产业的健康发展带来困难。目前，技术上解决这一困难的途径有两条：一是采用薄膜太阳电池，二是采用聚光太 一、砷化镓电池基本介绍 近年来，基于硅材料的太阳能电池价格起伏不定，光伏产业巨大的泡沫由于经济危机而破裂，对产业的健康发展产生了较大影响。聚光型太阳电池可以减小对原料在量上的依赖程度，进而对降低光伏系统建造成本和产业多元化发展起到积极作用。较之薄膜电池和普通晶体硅电池，聚光型太阳电池的光电转化率较高，因此受到研究者的高度重视[1]。 聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍，然后投射到太阳电池上。这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。它们具有转化率高，电池占地面积小和耗材少的优点。高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓（GaAs）太阳电池。 二、砷化镓电池与硅光电池的比较[3] 1、光电转化率： 砷化镓的禁带较硅为宽，使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。目前，硅电池的理论效率大概为23%，而单结的砷化镓电池理论效率达到27%，而多结的砷化镓电池理论效率更超过50%。 2、耐温性 常规上，砷化镓电池的耐温性要好于硅电池，有实验数据表明，砷化镓电池在250℃的条件下仍可以正常工作，但是硅电池在200℃就已经无法正常运行。
太阳能光伏电池特性实验研究 太阳能光伏电池的输出具有非线性，这种非线性受到外部环境（包括日照强度、温度等）以及本身技术指标（如输出阻抗）的影响，从而使得太阳能电池的输出功率发生变化，其实际转换效率受到一定限制。因此，对太阳能光伏电池输出特性的研究成为了一个重要课题[1]。与跟踪式太阳能光伏系统相比，固定式太阳能光伏系统有着结构简单、成本低廉等优点。太阳能光伏电池表面温度将随辐射能的增强而升高，在一定程度上影响了太阳能电板的输出功率。本文主要对固定式单晶硅太阳能电池输出功率等进行了实验研究。 1、理论分析 理想的太阳能电池可以看做是一个产生光生电流I ph 的恒流源与一个处于正向偏置的二极管并联，如图1所示。如果负载R L 短路了，电路只有光生电流I ph ，光强越强，电子-空穴对的产生率越高，光生电流I ph 越大，即短路电流I sc 为： sc ph I I =- （1） I I 图1 理想太阳能电池等效电路[2] 如果负载R L 不短路，那么P-N 结内流过的电流I d 方向与光生电流方向相反，会抵消部分光生电流，使少数载流子注入和扩散。太阳能电池输出的净电流I 是光生电流I ph 和二极管电流I d 之差，故太阳能电池的光伏I-V 特性可表示为： ph d ph exp 1O qV I I I I I nkT ?? ??=-=-- ?????? ? （2） 式中：I o ——反向饱和电流；n ——理想因子，由半导体材料和制造技术决定， n=1~2；V ——二极管电压；k ——波尔兹曼常数；q ——电子电量；T ——二极管绝对温度。 当电流I =0时，这意味着产生的光生电流I ph 正好等于光电压V oc 产生的二极管电流I d ，即I ph =I d 。从式（2）可得出V oc 为： ph 01OC I nkT V In q I ?? =+???? （3）
太阳能电池聚光器的模拟优化 孟涛，张志强，芮智刚 （江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江２１２０１３） 摘要：设计了三种槽式太阳能电池聚光反射器模型：梯形、圆弧形和抛物线形，在光学软件Ｆｒｅｄ中建立模型，利用软件提供的光线 跟踪方法，针对其有，无跟踪太阳两种情况进行优化，得出了在这两种情况下，不同几何聚集比（ｃ＝１．５，２，２．５，３，３．５）时的 最佳形状参数（倾角ｐ或高底比‰），为实际生产加工过程提供了指导，最后对比了三种聚光反射结构的优缺点。 关键词：聚光反射器；模拟；优化设计；最佳形状；跟踪 中图分类号：ＴＫ５１３．１文献标志码：Ａ文章编号：ｌ００２?１６３９（２００９）０２－００２０－０３ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇＳｉｍｕＩａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＦＯｃｕｓＲｅｎｅｃｔｏｎｗｉｔｈＳｏｌａｒＡｂｓｏｒｂｅｄＢｏｎＯｍ ＭＥＮＧＴａｏ，ＺＨＡＮＧｚｈｉ—ｑｉａｎｇ，ＩｍｌＺｈｉ－ｇａｎｇ （Ｓｃｈ００ｌｏｆＥｎｅｑ黟卸ｄＰｏｗ％Ｊｉ狮ｇｓｕＵｎｉｖｅ稻ｉ吼ｚｈｅｎｊｉ卸ｇ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈ他ｅ廿１０ｕｇｈｆ｜０ｃｕｓ佗ｎｅｃｔ０体ｕｓｅｄｂｙｓｏｌａｒｃｅｎｗｅｍｄｅｓｉ鲫ｅｄ．Ｔｈｅｓｈａｐｅｓａ陀ｔｒａｐｅｚｉ哪，ａＩｃ锄ｄｐａｒａｂｌｏｌａ．Ｔｈｅ佗ｍｏｄｅｌｓｗｅｍｃ他ａｔｅｄｉｎｔｌｌｅｏｐｔｉｃａｌｓｏｆｔｗａ佗Ｆｒｅｄ．Ａｉｌｎｉｎｇａｔｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｔｌｌａｔ仃ａｃｉｎｇｓｏＩａｒｏｒｎｏｔ，柚ｄｕｓｉｎｇｔｌｌｅ豫ｙ仃ａｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｆｅ他ｄｂｙｔ１１ｅｓｏＲｗａｍ， ｔｈｅｂｅｓｔｓｈａｐｅｐａｍｍｅｔｅｒ汹ｇＩｅ口ｏｒ凰）ｗ邪ｏｂｔａｉｎｅｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｌｌｅｄｉ毹佗ｎｔｇｅ伽ｅ蚵ｃｏｌｌｃｃｔｍｔｉｏ（Ｃ＝１．５，２，２．５，３，３．５）．１１１ｅ坞ｓｕｌｔｃ蜘ｂｅｕｓｅｄｉｎｔｌｌｅｍ孙ｕｆｋｍｒｅ即ｃｃｓｓ．Ａｔｌ舔ｔ，ｔｌｌｅａｄｖ锄ｔａｇｅｓ柚ｄｄｉｓａｄｖ锄ｔａｇｅｓｏｆｔｔｌ】呛ｅｍｏｄｅｌｓｗｅ佗ｄｉｓｃ璐∞ｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｏｃｕｓ陀ｎｅｃｔｏｒｓ；ｓｉＩｎｕｌａｔｉ∞；叩ｔｉｍｉｚｅｄｄｅｓｉｇＩｌ；ｂｅｓｔｓｈａｐｅ；ｔｒａｃｅ 槽式太阳能电池聚光器（见图１）是低倍聚光装置，对于我国光伏技术不高的现状有实际意义。太阳能电池聚光装置可以提供高的光强，从而提高电池的开路电压，另一方面，廉价的聚光反射器可以代替部分昂贵的太阳能电池，从而减少了总成本‘卜２】。 图ｌ槽式太阳能电池聚光器 此种聚光反射器也可以用作平板集热器的聚光反射装置。普通的无聚集式的平板集热器很难达到比较高的温度，因而限制了其进一步的发展。为了拓宽其应用，可以在其吸收面上方加聚光反射板，增加采光面积，提高吸收面的人射太阳辐射量。 在聚光器的模拟优化方面，刘灵芝等［３】对太阳能真空管所用的聚光器进行了计算机程序设计及模拟优化；杜胜华等【４］采用自编的程序研究了太阳光不平行度对碟式太 收稿日期：２００８一１１＿０３ 作者简介：盂涛（１９８６一），男，河南南阳人，硕士研究生，研究方向：太阳能热利用及相关． ２０阳能反射聚集器聚集性能的影响。 ｌ模型建立 本文设计优化的三种槽形的聚光反射器如图２所示（Ｆｒｅｄ中建立），横截面分别为梯形、圆弧形和抛物线形。模型按长度方向南北放置，并与地平面成当日正午太阳高度角的余角，使模型长度方向始终垂直于太阳光，因此可以简化为二维的横截面形状优化。本文中的所有优化都是在横截面内进行的二维优化，太阳光为横截面内的平行光源，反射板的太阳光反射率取为１，吸收面的吸收率取为ｌ。剖面图和形状参数如图３所示。 图２三种聚光反射器模型 太阳光太阳光太阳光站国 霄回 图３剖面及形状参数 万方数据
国内外太阳能高倍聚光光伏发电技术的比较 日前，美国Semprius公司宣布制成全球效率最高的太阳能高倍聚光光伏发电(CPV)模组，该模组采用的是微小三结砷化镓芯片，芯片制程采用基板复用技术，1100倍聚光比，无专门散热系统，效率达到33.9%，批量生产的价格折合到太阳能高倍聚光光伏发电后的上网电价会低于0.1美元/度。Semprius公司还特意声明他们的技术没有拿到政府的任何补贴，他们的产品可以竞争过中国制造的廉价太阳能电池板，该公司在今年6月开始量产(详见21世纪新能源网2012年2月8号的报道“Semprius宣布制成世界上最高效率太阳能电池板33.9％”)。这是即常州旭王新能源有限公司宣称在今年2月23号推出平价上网太阳能高倍聚光光伏电站后（详见21世纪新能源网2012年元月26号的报道“与火力发电同价的新型高倍聚光太阳能光伏电站”）又一家采用CPV技术生产光伏电站今年可以达到平价上网电价的公司。对此，我们专门资询了常州旭王新能源有限公司的总经理jimzhu先生，他说：“Semprius公司的太阳能高倍聚光电池模组达到33.9%的效率说明该公司(CPV)芯片技术水平很高并且和光学系统配合的很好(国内公司目前的水平最多做到31%，而批量生产的水平更是只有25-28%)，我们可以通过报道来分析国内和国外在太阳能高倍聚光光伏发电模组技术上的差距。 1.Semprius公司采用了芯片基板复用技术，此项技术可以将太阳能砷化镓芯片的制造成本降低约20%，而我们国内的芯片生产厂目前还不具备此技术； 2.美国半导体太阳能砷化镓芯片的量产效率目前都在40%以上，而国内大概做到38%； 3.Semprius公司在芯片和光学玻璃的配合上，除了面积比例和图形相对应外，该公司可能还采用了半导体芯片设计工艺和光学系统特性的配合技术。我们国内公司大都仅采用买现成芯片再配光学系统的设计方法，甚至很多公司都不知道还有芯片工艺和不同光学系统特性的配合技术，因此无从谈起应用了； 4.在太阳能高倍聚光光伏模组芯片应用技术中，国际上存在向大芯片或小芯片两个方向发展的技术路线。采用小芯片的特点是模组薄重量轻，无需专门的散热系统，电站系统用料较少，在生产中可以采用现成的LED和半导体封装设备，做到全自动大规模生产，无需专门新的生产设备。但是小芯片对集成电路的生产工艺要求高一些，同时，由于切割线密集，芯片面积会有些损失，Semprius公司依仗其芯片技术的优势，采用的是小芯片模组方案。国内公司由于在半导体芯片上的技术和认识上的差距问题，大多选用朝大芯片大系统方向发展； 5.国外光学系统采用的材料可能好，设计技术成熟，而量产价格确比国内低很多 综上所述，太阳能高倍聚光光伏发电技术国内与国外比较最主要的差距在化合物半导体砷化镓芯片生产技术上，高效率的芯片再加上成熟的光学系统以及采用微小芯片聚光系统省材料的特点，使得国内和国外在太阳能高倍聚光光伏电站系统上相对应的材料成本相差在20-30%左右。” 谈及Semprius公司和常州旭王新能源有限公司比较时，jimzhu先生说：“Semprius公司和常州旭王新能源有限公司是两家很有特点的公司，Semprius公司的专长在CPV系统太阳能砷化镓芯片上，而常州旭王新能源有限公司则是国内唯一拥有CPV系统大芯片玻璃双反射光学技术和小芯片玻璃菲涅尔光学技术的公司，虽然芯片在CPV系统中占了约20%的比重，而光学只占了约13%的比重，但此两项无疑都属于CPV系统的核心技术，而常州旭王新能源有限公司更是难得的采用全玻璃光学技术以保证系统寿命。常州旭王新能源有限公司在CPV系统中，从芯片开发.芯片封装.散热方案.模组结构.支架系统.跟踪机构等都拥有自己的专有技术，在CPV系统的大芯片和小芯片方向上都有自己完整的低成本解决方案。同时， 公司初期已考虑到在CPV系统芯片技术进步过程中存在发电效率提升的问题，并有相对应的解决方法。常州旭王新能源有限公司是去年成立的完全个人合股的小公司，公司至今为止没有得到过政府的任何资助和扶持。Semprius公司的目标是能够竞争过中国制造的廉价太阳能电池板，而常州旭王新能源有限公司的目标是替代传统能源，两家公司都是以年产100兆瓦作为达标的规模。”jimzhu先生说:“公司设立时谈及我们目标，没人能相信，现在终于有了同样的公司出来讲话，我们相信还有公司没讲话。我们希望通过我们的努力，在CPV领域上不要输国外太多。同时希望那些准备大力投资火电的人，能够认真审视一下自己的方案，2015年太阳能光伏或光热发电技术将会达到替代传统能源的水平，自己不要因后期污染环境和浪费