文献综述 ——GaAsSb热光伏电池
砷化镓太阳能电池研究报告
砷化镓太阳能电池研究报告英文回答：Research Report on Gallium Arsenide Solar Cells.Introduction:Gallium arsenide (GaAs) solar cells have gained significant attention in recent years due to their high efficiency and potential for use in various applications. In this research report, I will discuss the advantages, challenges, and future prospects of GaAs solar cells.Advantages of GaAs Solar Cells:1. High Efficiency: GaAs solar cells have a higher conversion efficiency compared to traditional silicon-based solar cells. This is due to the direct bandgap of GaAs, which allows for efficient absorption of sunlight and higher energy conversion.2. Wide Spectral Range: GaAs solar cells can convert a broader range of the solar spectrum into electricity, including both visible and infrared light. This makes them suitable for use in space applications where sunlight is limited.3. Temperature Stability: GaAs solar cells exhibit better temperature stability compared to silicon-based solar cells. They can maintain their efficiency even at high temperatures, making them suitable for use in hot climates.4. Flexibility: GaAs solar cells can be fabricated on flexible substrates, allowing for the production of lightweight and flexible solar panels. This makes themideal for applications where weight and portability are important, such as portable chargers and wearable devices.Challenges of GaAs Solar Cells:1. Cost: GaAs solar cells are more expensive to producecompared to silicon-based solar cells. The high cost is mainly attributed to the complex manufacturing process and the use of expensive materials like gallium and arsenic.2. Limited Availability: Gallium and arsenic, the key materials used in GaAs solar cells, are relatively rare and expensive. This limits the availability and scalability of GaAs solar cell production.3. Toxicity: Arsenic, a component of GaAs solar cells, is highly toxic and poses environmental risks during the manufacturing and disposal processes. Proper handling and disposal measures are necessary to mitigate these risks.Future Prospects:Despite the challenges, GaAs solar cells hold great promise for the future of solar energy. Ongoing research and development efforts are focused on addressing the cost and availability issues associated with GaAs solar cells. For example, researchers are exploring alternative materials and manufacturing techniques to reduce productioncosts. Additionally, advancements in nanotechnology may enable the development of more efficient and cost-effective GaAs solar cells.In conclusion, GaAs solar cells offer several advantages over traditional silicon-based solar cells, including higher efficiency, wider spectral range, temperature stability, and flexibility. However, they also face challenges such as high production costs, limited availability of materials, and toxicity concerns. With continued research and technological advancements, GaAssolar cells have the potential to revolutionize the solar energy industry and contribute to a more sustainable future.中文回答：砷化镓太阳能电池研究报告。
GaInSb单结热光伏电池的研究
GaInSb单结热光伏电池的研究热光伏技术(TPV)是把高温辐射源中的近红外能量通过热光伏电池直接转为电能的技术。
由于热光伏系统充分利用能量及热源的多元化选择等优点,因此具有良好的发展前景及商业价值。
对于热光伏技术的研究已经成为重中之重。
至今,关于热光伏系统的研究焦点主要还是对新型电池材料的开发、器件结构的设计以及生长工艺的优化等方面。
本论文主要从实验和理论仿真两个方面对热光伏电池进行研究:一方面应用LP-MOCVD技术生长Ga In Sb薄膜,探讨生长参数对薄膜表面样貌特性的影响;另一方面,应用Silvaco/Atlas软件仿真Ga In Sb热光伏电池,并探讨了器件参数和温度对电池性能的影响。
通过研究得出以下结果:(1)使用LP-MOCVD方法在Ga Sb衬底上生长了GaxIn1-xSb三元合金,研究了生长参数对薄膜表面样貌的影响。
优化获得光滑平整表面并且XRD衍射峰半高宽较小的GaxIn1-xSb外延层的生长温度为550oC、气相V/III比为1.5、TMIn/III比为0.1、反应室气压是100Pa。
(2)仿真研究表明,在发射层的厚度是5μm,基层的厚度是0.2μm时,热光伏电池转换效率输出最大,随着有源区厚度进一步增加,电池性能随之下降;当发射层的掺杂浓度是3×1017cm-3,基层的掺杂浓度是1×1018cm-3时,电池效率最高,进一步提高掺杂浓度,电池的性能急剧变差。
窗口层的厚度和掺杂浓度有个最佳值。
此时窗口层的厚度为0.1μm,掺杂浓度为2×1019cm-3。
背电场层主要起电场作用。
热光伏电池具有负的温度特性,随着工作环境温度的提高,电池的输出功率将减少;随着辐射源温度的升高,光功率密度和光谱范围均增加,更加有利于提高电池的光电转换效率。
在工作温度为300K,辐射源的温度为1473K,其中热光伏电池的面积设计为2400mm,仿真模拟该单结热光伏电池。
(完整版)钙钛矿太阳能电池研究综述
钙钛矿太阳能电池引言21世纪以来，人口急剧增长，能源和环境问题日益明显。
目前，人们主要消耗的是不可再生能源，例如煤、天然气、石油等化石燃料。
而未来人类还需大量的能源，故人类正在积极开发新能源。
而太阳能具有清洁、无污染、分布广并且能量充分，是目前广大科研人员的研究重点。
而光伏为开发太阳能的主要对象，主要其具有安全、清洁、成本低廉等优点。
目前，市场上主要为第一代硅基太阳能电池，大约占了90%，其余的约10%被CdTe和GIGS为代表的第二代薄膜太阳能电池所占据。
然而，硅基太阳能电池在原材料和制造上，其成本都比较高，工艺较复杂。
因此，人们正在努力开发高效率、低成本的新型太阳能电池。
如钙钛矿太阳能电池[1]。
近年来，钙钛矿太阳能电池由于光电效率高，工艺简单等一些优异性能而受到人们的广泛关注。
现如今广大研究人员正在大力研究，开发钙钛矿太阳能电池，其光电转化效率正在不断突破、提高，有可能达到甚至超过单晶硅太阳电池（25.6%）的水平。
其中钙钛矿太阳能电池的光电转化效率被证实已达到了20. 1%[2]，这项重大的成就于2013 年度，成功被Science 评选为十大科学突破之一[3]。
一钙钛矿太阳能电池的发展历程人们从十年以前就开始研究钙钛矿型结构化合物，刚开始由于其具有优异的光子传导性以及半导体特性，而被应用于薄膜晶体管和有机发光二极管中。
[4] 2009 年，Miyasaka 等[5]首先制得钙钛矿结构的太阳能电池，它主要是以CH3NH3PbBr3和CH3NH3PbI3为光敏化剂。
这成功地跨出了钙钛矿太阳能电池发展的第一步，也为钙钛矿太阳能电池发展奠定了重要的基础。
2011年，Park 等[6]以CH3NH3PbI3为光敏化剂，通过改善工艺及优化原料组分比，成功制备了光电转化效率为6. 54%的钙钛矿太阳能电池，其结构和性能得到了一定的提升。
2012年，Snaith 等[7]利用CH3NH3PbI2Cl作为光吸收剂，并且将结构中的TiO2层用Al2O3层进行替代，最终电池的效率增加到10.9%。
砷化镓太阳电池
后这终因种输出晶功率体太小结而未构能实与现。金刚石型很相似，也是由两套面心立方格子沿体
3、Ⅲ-V族化合物太阳电池与硅比较具有的特性有哪些？ 2、GaAs材料的性质
➢ 光纤通信 在此种通信中光的发射是要用砷化镓或砷化镓基 的激光二极管或发光二极管，由于移动通信和因特网的发展 扩大了对光纤通信的需求。
➢ 汽车自动化 首先获得应用的是全球定位系统，可以指示给 驾驶员关于汽车的方位、合理的行车路线等信息，这也为汽 车的无人驾驶提供了前提条件，这套系统主要靠砷化镓的微 波器件所支持的。
总结
1、 GaAs的发展历程 2、 GaAs的材料性质
GaAs属于（ Ⅲ-Ⅴ族 ）化合物 半导体材料。
总结
1、 GaAs的发展历程 2、 GaAs的材料性质
GaAs属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料。
GaAs材料的晶体结构属于（ 闪锌矿型）晶格结构。
总结
3、 GaAs太阳电池的优缺点——优点
➢高的能量转换效率： GaAs具有（ 直接 ）带隙能带结构，GaAs的带 隙为（ 1.42eV ），处于太阳电池材料所要求的最佳带隙宽度范围；
世界上首次发现gaas材料具有光伏效应理论上估算gaas单结太阳电池的效率可达27gobat等研制了第1个掺锌gaas太阳电池采用lpe液相外延技术引入gaalas异质窗口层降低了gaas表面的复合速率使gaas太阳电池的效率达16实验室最高效率已达到50来自ibm公司数据产业生产转化率可达30以上1954195620世纪60年代20世纪70年代世纪80年代后1gaas的发展历程砷化镓单晶在应用上曾遭受到不少挫折
光伏发电英文文献
光伏发电英文文献本文介绍光伏发电的背景和意义，并概述了文献的目的和重要性。
光伏发电是利用太阳能转换成电能的一种清洁能源技术。
随着全球环境问题的日益严重，清洁能源的开发和利用成为各国的重点研究领域。
光伏发电作为其中一种重要的清洁能源形式，具有不污染、可再生、无噪音等优点，受到了广泛关注。
本文的目的是系统整理和分析光伏发电领域的英文文献，以提供给研究人员和相关领域的专业人士参考和借鉴。
本文对光伏发电技术、光伏电池的原理和性能、光伏发电系统的设计与优化等方面的研究文献进行了综述和总结，旨在促进光伏发电技术的发展与应用。
正确认识和深入理解光伏发电的背景和意义，对于推动清洁能源的发展，减少对传统能源的依赖具有重要意义。
本文的编写是基于独立决策和创造性思维的原则，旨在简单明了地介绍相关内容，避免出现法律复杂问题。
为保证文献的准确性和可信度，不引用无法确认来源的内容。
希望本文能为光伏发电领域的研究提供有价值的信息，促进光伏发电技术的发展和应用。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解光伏发电的背景、意义以及文献的目的和重要性。
光伏发电技术是一种利用太阳能将光子转化为电能的技术。
该技术基于光伏效应，即光子被半导体吸收后，会产生光电效应，将光能转化为电能。
光伏发电系统中的关键组件是太阳能电池。
太阳能电池通常由硅材料制成，具有两个层次的结构：正负型半导体结构。
当太阳光照射到太阳能电池上时，光子会被吸收到半导体材料内，导致半导体中的电子从价带跃迁到导带，从而产生电荷。
光伏电池内的电荷分离后，电子通常通过电流路径流动，在外部电路中形成电流。
通过连接多个光伏电池，可以形成光伏电池阵列，并将产生的电能输出到电网或用于供电。
光伏发电技术的优势包括可再生、环保和可靠性高等方面。
它是一种清洁能源技术，对环境没有污染，并且可以实现长期稳定的电能供应。
总之，光伏发电技术的原理基于光伏效应，通过将太阳光转化为电能，实现可再生能源的利用。
光伏发电系统主要由以下部分组成：光伏电池（Photovoltaic Cells）: 光伏电池是将太阳能直接转化为电能的基本装置。
太阳能电池技术文献综述
太阳能电池技术文献综述王胤东南大学机械学院摘要: 资源和环境一直都是制约许多国家持续发展的两大瓶颈,因而在环境愈加恶化、资源日益紧缺、科技日新月异的今天，对于清洁的可再生能源的研究成为了热点。
太阳能作为一种可再生能源，不仅来源较为广泛（光照），并且几乎不会产生污染，因而倍受研究人员的青睐，也是前景比较广阔的研究方向。
本文主要介绍与太阳能电池相关的技术背景、研究方向和发展前景。
关键词: 太阳能，太阳能电池，研究现状，发展前景。
太阳能可以说是“取之不尽，用之不蝎”的能源，与矿物燃料相比，太阳能具有清洁和可在生等独特优点。
将太阳能直接转换为热能和电能，解决能源危机，造福于全人类一直是广大科学家的奋斗目标。
太阳能的利用分为光电转换和集热两种，前者主要有太阳能电池，后者主要有太阳能热水器、太阳能温室等。
利用半导体材料的光伏效应原理把太阳光能转换成电能称太阳能光伏技术，这也是太阳能电池的主要原理。
对光生伏特效应的研究最早可追溯到1839年，到上世纪五十年代，太阳能利用领域出现了两项重大突破:一是1954年美国贝尔实验室研制出效率为6%的实用型单晶硅电池;是1955年以色列科学家提出了选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。
这两项突破既是太阳能利用进入现代发展时期的划时代标志，也是人类能源技术又一次变革的技术基础。
1．太阳辐射[1]太阳发出的辐射能来自核聚变反应。
每秒钟约有6×1011kg的H2转变为He，净质量损失约为4×103kg，这一质量损失通过爱因斯坦关系（E=mc2）转变为4×1012J的能量。
此能量主要作为从紫外到红外和无线电频段（0.2至3μm）的电磁辐射发射出去。
太阳的总质量目前约为2×1030kg，估计有近乎恒定辐射能输出的相当稳定的寿命要超过100亿年。
在日—地平均距离的自由空间内的同样辐射强度定义为太阳常数，其值为1353W/m2。
当阳光到达地表时，大气层要使阳光减弱，主要原因是在红外波段的水汽吸收，紫外波段的臭氧层吸收，以及受飞尘和悬浮微粒的散射。
GaAs光电特性的研究报告
GaAs的光电特性及GaAs太阳能电池研究报告成都信息工程学院材料性能学作业材料物理092班游富摘要：（1）砷化镓是一种重要的半导体材料。
属Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体。
化学式GaAs，分子量144.63，属闪锌矿型晶格结构，晶格常数5.65×10-10m，熔点1237℃，禁带宽度1.4电子伏。
砷化镓于1964年进入实用阶段。
砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等。
由于其电子迁移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。
用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。
此外，还可以用于制作转移器件──体效应器件。
砷化镓是半导体材料中,兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。
虽然砷化镓具有优越的性能，但由于它在高温下分解，故要生长理想化学配比的高纯的单晶材料，技术上要求比较高。
（2）光电效应是指在光照照射后释放电子的效应，发射出来的电子叫做光电子。
光电效应是光与材料的核外电子之间的相互作用。
只有当入射光的频率高于材料的极限频率时，材料才会发射光电子，产生光电子。
光电效应是瞬时效应，一经光线照射，立刻产生光电子。
（3）GaAs光电阴极在进行Cs2O激活前,激活层表面必须达到原子级洁净。
最常用且最有效的洁净方法是高温热清洗法。
然而,在热清洗过程中对处在真空系统中的光电阴极表面温度进行精确测量却是非常困难的。
本文采用四极质谱仪对GaAs光电阴极激活前的热清洗过程进行分析,确定了最佳的热清洗温度及热清洗工艺,较好地解决了GaAs光电阴极激活前的热清洗工艺问题。
（4）在众多的半导体材料中，砷化镓(GaAs)有较高的光吸收系数，其能带可以与太阳光谱有很好的匹配，且耐辐照性能强，工作温度范围宽，很适合制作太阳电池空间电源。
单结砷化镓(GaAs)太阳电池只能吸收特定光谱范围的太阳光，其转换效率不高。
太阳能电池发展现状综述综述
电子技术查新训练文献综述报告题目太阳能电池发展现状综述学号**********班级微电111学生周雷指导教师2012 年太阳能电池发展现状综述摘要：随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能作为理想的可再生能源受到了许多国家的重视。
由于不可再生能源的减少和环境污染的双重压力，使得光伏产业迅猛发展；太阳电池的发展也日新月异。
本文主要叙述了现阶段多晶硅太阳电池、单晶硅太阳电池、薄膜太阳电池、GaAs太阳电池及燃料敏化学电池的现状研究及发展趋势，以及对未来太阳电池发展方向的预测，认为今后太阳电池发展趋势为层叠太阳电池。
关键词：多晶太阳电池；单晶硅太阳电池；薄膜太阳电池；GaAs太阳电池；层叠太阳电池。
Solar cell and its current situation ofresearch and outlookAbstract：With the development of modern industry, the global energy crisis and atmospheric pollution problem increasingly, solar energy as the ideal renewable energy by many national attention. Due to energy reduction and environmental pollution, make double pressures of photovoltaic industry rapid development; Solar cell development also changing. This paper mainly describes the present polycrystalline silicon solar battery, monocrystalline silicon solar battery, thin film solar cells and GaAs solar cell and fuel sensitive situation of chemical battery research and development trends, as well as to the future direction of the solar forecast that future development trends of the solar sun cascade ba ttery.Key Words：Polycrystalline solar cells; monocrystalline silicon solar cells; thin film solar cells; GaAs solar cells; cascade solar cell1 引言光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差．这是在1839年法国科学家贝尔克雷发现的，这种现象后来被称为“光生伏打效应”。
光伏发电系统文献综述
文献综述光伏发电系统主要由太阳能电池板和逆变器两部分组成：太阳能电池板实现将太阳能转化为直流电的功能；逆变器则将太阳能电池板发出的直流电转化为与电网电压同频、同相的交流电。
输出既可以给负载供电，也可以流向电网，实现太阳能并网发电。
主要参考以下几方面的文献。
（1）光伏电池原理及特性（2）Boost电路的原理和实现（3）三相逆变器的结构和控制（4）Matlab仿真1.光伏电池原理及特性光伏电池能量转换的基础是半导体PN结的“光生伏打效应”。
“光生伏打效应”是指某些特殊材料吸收了光能之后可以产生电动势的现象，气体、液体和固体中均可产生这种效应，其中尤以半导体的转换效率最高。
当半导体材料吸收光能后，由光子激发出的电子-空穴对经过分离就会产生电动势。
太阳能电池是光电转换的最小单元，太阳能电池单体工作电压为0.45～0.50V，工作电流为20～25mA/2cm,所以太阳能单体电池一般没有实用价值。
将太阳能电池单元进行串、并联后就成为太阳能电池组件，再将太阳能电池组件按要求进行串、并联后形成太阳能电池阵列。
光伏电池特性如下：(1)在接近开路电压时，它的输出电流变化很大，几乎随着电压的升高而直线下降，这时近似表现为一个恒压源;在其余时间里电流几乎不变，近似为一个恒流源。
(2)它的输出功率有个最大值，一般称为最大功率点，通常在开路电压的80%左右的地方出现。
(3)短路输出电流与光照强度成正比，开路电压与电池温度成反比。
(4)在最大功率点的左侧，输出功率随着电压的升高近似成线性增加，在最大功率点右侧，输出功率随着电压的升高近似成直线下降。
2.Boost电路的原理和实现为了能够使逆变器的输入电压（即太阳能电池的输出电压）具有宽范围、高效率的特点，系统需要设计Boost升压部分。
Boost电路是一种输出电压大于或等于输入电压的直流变换器。
最大功率点跟踪功能的实现是在DC/DC级。
将该级作为光伏电池的负载，通过改变占空比来改变其与光伏电池输出特性的匹配。
砷化镓太阳能光伏电池发展现状分析
砷化镓太阳能光伏电池发展现状分析一、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，二是采用聚光太阳电池，减小对原料在量上的依赖程度。
常用薄膜电池转化率较低，因此新型的高倍聚光电池系统受到研究者的重视[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。
GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温。
与硅太阳电池相比，GaAs太阳电池具有较好的性能[2]。
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光电池，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，但是硅光电池在200℃就已经无法正常运行。
3、机械强度和比重砷化镓较硅质在物理性质上要更脆，这一点使得其加工时比容易碎裂，所以，目前常把其制成薄膜，并使用衬底（常为Ge[锗]），来对抗其在这一方面的不利，但是也增加了技术的复杂度。
三、砷化镓电池的技术发展现状1、历程GaAs太阳电池的发展是从上世纪50年代开始的，至今已有已有50多年的历史。
1954年世界上首次发现GaAs材料具有光伏效应。
太阳能电池(论文)文献综述
太阳能电池技术原理及其应用的分析文献综述1.1太阳能电池的种类及研究现状:根据材料的种类和状态的不同，太阳能电池主要有以下几种：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、薄膜型太阳能电池、有机太阳能电池和染料敏化纳米晶太阳能电池，下面分别予以简单介绍。
1.1.1单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是开发得最早的一种太阳能电池，硅的禁带宽度为1.leV，是间接迁移型半导体，本来不是制作太阳能电池的最合适材料。
但是由于硅蕴藏量非常丰富，已广泛应用于微电子工业，有很完善的技术基础，有利干太阳能电池的开发应用。
单晶硅太阳能电池具有比较高的转换效率，规模生产的电池组件的效率可以达到 12一16%，而实验室记录的最高转换效率为24.4％。
1.1.2多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池具有独特的优势，与单晶硅比较，多晶硅半导体材料的价格比较低廉，相应的电池单元成本低，非常具有竞争优势。
但是由于多晶硅材料存在着较多的晶拉间界而有较多的缺点，转换效率不够高，提高多晶硅太阳能电池的转换效率就是目前许多科学家的研究方向。
非晶硅太阳能电池的转换效率和稳定性都不够好，对其研究开始于20世纪七十年代初。
非晶硅及其合金的光暗电导率随着光照的时间加长而减少，经过170℃一200℃的退火处理，又可以恢复到光照之前的值。
这一现象首先由Staebler和Wronski发现，被称为S—K效应。
S—K效应使非晶硅太阳能电池的转换效率由于光照时间加长而衰退，长期以来成为非晶硅太阳能电池应用的主要障碍。
1.1.3化合物太阳能电池化合物太阳能电池包括III—V族化合物电池和II—VI族化合物电池。
III —V族化合物电池主要有GaAs电池、InP 电池、Gasb电池等；II—VI族化合物电池主要有CaS/Culnse电池、CaS/CdTe电池等。
上世纪七十年代末，以GaAs 为代表的III—V族化合物电池材料（包括叠层电池材料），因具有很高的光电转换效率和优异的抗辐射性能而受到重视，发展很快。
太阳能光伏发电【文献综述】
文献综述电气工程及自动化太阳能光伏发电摘要：太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源。
太阳能发电指把太阳能照射的能量转化为电能。
直接将太阳能变成电能的半导体器件称太阳能电池。
据估计，每年地球上接收到的太阳能相当于地球上每年燃烧其他燃料所获得能量的3000倍，因此大力开发与利用太阳能是21世纪的高新技术。
太阳能光伏系统由太阳能电池方阵、太阳能控制器、蓄电池组、逆变器、防反充二极管等组成。
当然，要使太阳能发电真正达到实用要求，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本；二是要提高逆变器的转换效率；关键词：太阳能电池；太阳能控制器；蓄电池；逆变器；1.引言自上世纪90年代以来，可再生能源技术在世界范围内得到迅速发展，太阳能，风能，生物质能，地热能，海洋能等各类能源技术都得到了不同程度的开发。
太阳能技术是现阶段应用最广泛并已实现商业化的是太阳能热水器和晶硅电池。
风能是发展最早的技术，现已基本成熟，经济接近常规能源，并开始步入并网阶段。
生物质能技术的应用已进入产业化发展的初期。
地热能和海洋能技术也得到了高度关注，一些实验性电站运行良好，展现出广泛的利用前景。
但从可再生能源得资源状况和技术发展水平来看，今后发展较快的主要还是太阳能。
[1]2.光伏发电的关键部件——逆变器利用新能源的关键技术——逆变技术能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的电能变换成交流电能与电网并网发电。
因此，逆变技术在新能源的开发与利用领域有着至关重要的地位。
[2]DC-AC逆变器是应用功率半导体器件，将直流电能转换成恒压恒频交流电能的一种静止变流装置。
现在DC-AC逆变器具有广泛的应用前景，如：（1）以直流发电机、蓄电池、太阳能电池和燃料电池为主直流电源的场合，如航空静止变流器（27V或DC270V/AC115V 400Hz）、通信静止变流器（DC48V/AC220V 50Hz）；（2）以变频或恒频交流电为主交流电源且采用交-直-交变化方案的场合，如飞机变速恒频电源（变频交流电/AC115V 400Hz）、新型风力发电电源（变频交流电/AC220V 50Hz）；（3）不间断电源（UPS）中的核心环节——逆变器 [3-4]传统的DC-AC逆变器采用低频环节逆变技术，主要有方波逆变器，阶梯波合成逆变器，正弦波脉宽调制SPWM逆变器。
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文献综述——GaAsSb热光伏电池开路电的优化仿真分析1. 引言1.1 热光伏技术当前，能源问题已经越来越成为制约人类社会进步和发展的阻力，而现在大规模使用的化石能源，由于其不可再生和对环境的高污染性，使得开发可持续的绿色能源已经是迫在眉睫。
作为一种新颖的能源利用方法，热光伏电池（thermophotovoltaic，TPV）的研究始于上世纪60年代，但是由于当时理论和工艺水平的限制，直到90年代末开始才又重新引起了人们的重视。
相比较于太阳能光伏电池，热光伏电池系统首先是具有较高的系统效率和输出能量密度，这主要因为热光伏电池后端的光伏电池的带宽能量要小一些，这样在同等的温度条件下，系统的效率和能量密度会比较高。
另外，热光伏电池系统中热发射源离后端光伏电池的距离也相对于太阳能光伏电池离太阳的距离要近得多，所以这样就减少了能量在传播路径上的传递损失，而增大了能量利用的效率。
另外，热光伏电池系统的噪音也比较低，并且没有移动的部件，因而可以便携使用。
还有，热光伏电池系统的热源也很广泛，除过常规的太阳能外，各种工业废热、余热以及附加热等都可以作为热光伏电池系统的热量来源[1]，所以热光伏电池系统的性能受天气和环境的影响不大。
近年来，随着微细加工技术的发展，人们有可能去制造微型的热光伏电池系统去取代传统的化学电池作为工业和科技界的能源，因而热光伏电池系统必将是未来微型电力系统研究的重点方向之一。
一般来讲，热光伏电池系统就是一种通过光伏电池把热辐射源辐射的热能转化成电能的静态能量转换器件[2]。
典型的热光伏电池系统包括一个前端的热辐射源，一个后端的光伏电池和位于它们之间的光谱控制元件，如光谱滤波器等。
整个热光伏电池系统的工作原理是：首先是热源的热量直接加到热辐射源上，然后热辐射源辐射出的能量到达滤波片，接着滤波片过滤掉能量小于PV 电池带宽能量的低能光子，而使得大于PV电池带宽能量的高能光子到达PV电池，最后PV电池由于光生伏特效应产生光生电子，而电子以电流的方式输出到外电路作为电源使用[3]。
由于滤波片不可能是理想的，所以那些到达PV电池的不能产生电子的低能光子的能量将作为热损耗损失掉。
1.2 电池材料从材料上划分，太阳能电池可分为硅太阳能电池、以无机盐为材料的电池、功能高分子材料（除了具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能）制备的大阳能电池、纳米晶（结晶相体积比高于４５％的纳米材料）化学太阳能电池等[4]。
作为太阳能电池材料一般应满足半导体材料的禁带不能太宽（禁带宽度增加会导致绝缘性增强）、有较高的光电转换效率、材料本身对环境不造成污染、材料便于工业化生产且性能稳定等要求[5]。
基于以上考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。
但随着新材料的不断开发和相关技术的发展，以其它材料为基础的太阳能电池也逐渐出现在人们的视野中，显示出诱人的前景。
硅系太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池，其中，单晶硅太阳能电池转换效率最高，但单晶硅成本价格居高不下，制造工艺复杂，大幅度降低其成本非常困难。
多晶硅薄膜电池使用的硅远较单晶硅少，无效率衰退问题且有可能在廉价衬底材料上制备，成本远低于单晶硅电池而效率又高于非晶硅薄膜电池，众多优点导致其不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。
非晶硅太阳能电池具有较高的转换效率和较低的成本以及重量轻，有着极大的潜力，但同时由于其稳定性不高，直接影响了它的实际应用。
我们所了解的大部分Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体都是属于直接能隙半导体，它与间接能隙半导体是不同的[6]。
通常来说，直接能隙半导体指电子从导带的底端落至价带的顶端，它只会产生能量的变化，而这个能量大致上等于导带底部与价带顶部之间的能量差值，这就是半导体的能隙，而另一方面，间接能隙半导体是当电子从导带底部落至价带顶部时，除了有能量变化之外，它的晶体动量也会随之改变，它们的简单能带架构如图如下。
Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体是用一些技术所制造的，它不是大自然中原本就存在的。
通常我们可以利用液相磊晶（LPE）技术、有机金属化学气相沉积（MOCVD）、分子束磊晶（MBE）技术或是化学气相沉积（CVD）技术来将Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜在各种基板上成长，当然，我们还必须考虑很多方面，比如说Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体与基板之间的晶格匹配的问题，因为基板的类型有很多，在使用各种不同的基板时，我们可以得到各种不同的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体，不论是二元、三元还是四元的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体，都可以完整的得到[7]。
与此同时，如果我们想要改变半导体的导电载流子特性和电导率，那么我们就可以在磊晶时进行掺杂，多数载流子是电子则是n型半导体，是空穴则是p型半导体，假如想得到p-n 二极体，则可以将p型半导体薄膜在n型半导体上生长。
2. 正文2.1 热光伏电池参数热光伏系统的核心部件是热光伏电池，其基本结构为 P-N 结。
热光伏电池原理与太阳能电池原理相同，均是利用半导体的光电转换特性。
热光伏系统的指标参数是其最大输出电功率 (Pm)和能量转换效率(η)。
下面的公式1-1表示能量转换效率与最大输出电功率的关系： %100⨯=inm P P η (2-1) 当光谱控制系统确定后，能量转换效率仅与最大输出电功率 (Pm)有关。
为了描述热光伏电池的电功率输出特性，通常引入三个参数，短路电流（Isc ）、开路电压（Voc ）和填充因子（FF ）。
由半导体器件理论可知，光伏电池的电压-电流关系如公式1-2。
I e I I kt eV o--=)1(/ (2-2) 其中， )(22Dn i h A e i e o D L n qD N L n qD A I += (2-3) 短路电流即当光伏电池两端无电压时的电流值。
当 V=0 时，得到I sc =I light ，表明在理想情况下，短路电流等于光生电流。
同理，当 I=0 时，通过公式导出理想的开路电压为： )1ln(+=olight oc I I q kT V (2-4) 从上式1-4可知，Voc 与 I 0有关，与半导体材料的掺杂浓度，载流子寿命等特性有关。
填充因子（FF ），也被称为占空因子，它是最大输出电功率与开路电压和短路电流乘积的比值，其表达式1-5如下：scoc m m sc oc m I V I V I V P FF == (2-5)2.2 国内外发展和研究现状过去几十年，太阳能光伏电池技术得到了长足的发展，由于太阳的温度很高，所以采用高带宽能量的Si材料就可以产生比较好的光伏效应。
由于热光伏电池系统的热量来源都是温度比较低的辐射体，所以需要的PV材料的带宽能量要小得多，而这恰恰制约了它的发展。
早在1956年，MIT的H.H.Kolm就设计了一个最原始的热光伏电池系统，它的输出功率达到了1W。
随后，MIT的E.Kittl给出了完整的热光伏电池系统的原理，但限于那是的技术水平，研究还是只能处于理论研究的阶段。
直到上世纪90年代末，随着低带宽能量的Ⅲ-Ⅴ族化合物材料的研制成功，热光伏电池系统的研究又重新进入了人们的视野。
目前，热光伏电池系统的研究还是主要集中在美国，俄罗斯，日本，德国，澳大利亚，英国以及瑞士等发达国家。
除了在军用的航天飞机，制导武器和深空探测等发面的应用外，在民用的小型发电系统和汽车等方面也已经有了实用的产品。
1996年，美国的JX Crystals公司就曾报道了一种基于GaSb光伏电池的小型便携式热光伏电池发电系统，用它制作的热光伏壁炉，可以在偏远地区提高住宅的照明等的使用[8]。
随后在2005年，美国西华盛顿大学的O.Morrison等人设计了一种用热光伏电池系统作为动力的汽车，通过合理组装8个GaSb热光伏电池系统，它的最高时速达到了100英里，最高续航能力达到50英里。
这些成绩的取得，势必将不断激励人们对热光伏电池系统去做更深入的研究。
在国内，关于热光伏电池系统的研究还比较落后，原因主要是热光伏电池系统所需要的低带宽能量的光伏材料还主要依赖进口，另外，市场上对于这种新型能源的需求还不是很大。
国内的研究也主要是集中在热光伏电池系统的单个部件的研究，如光谱滤波器器件[8]和光伏电池材料的制备工艺[9]等。
一直以来，理想热电动模型是用来描述热光伏电池系统的常用模型，但是我们发现，在远场时虽然理想热电动模型给出了比较理想的结果，但是在近场时它只是对热光伏电池系统性能的一个近似[10]。
因为在理想热电动模型中，虽然考虑了近场热传递的能量最大值是远场极限传递能量（由普朗克热辐射定理推出的斯特潘（这个波尔兹曼定律所决定）的nsmaller2倍（nsmaller是两个辐射体折射率中的较小值），结果是J.L.Pan[11]等人考虑了近场辐射热传递的近场效应后得到的。
2.3 热光伏的应用TPV技术主要是运用在太阳能热光伏、生物能热光伏、核能热光伏等等，可以说TPV技术在很多领域都有着很大的用处，这就是因为TPV技术拥有者很多的优点，不仅仅只局限在环境的保护上。
由于它的输出电功率的密度高，使得在同样的功率密度下，可以使电池尽可能的减小，从而达到优化系统，减少成本的目的。
这也是热光伏电池的一大优点，为了获得高的能流密度，我们一般会在光伏器件的近处放置辐射源，有时也可以让它的辐射能流集中在一起[11]。
热光伏技术的辐射源是可以人为制造的，这就让我们有了很多的选择性，热源的多元化也使得其应用的可选择性大了很多。
而我们一般选择的热源都可以说是安全且环保的，很少会污染周边，同时如果进行回收再利用也有很大的意义，比如将产生的工业废热再次利用，使其转换为电能，这在能源紧张的今天是有很大的用处的。
TPV系统在整个工作状态中，其内部并没有需要运动的部分，所以在军事和民间上都有很大的作用，因为它并不会产生噪音，工作时异常安静。
热光伏技术依然处在研究阶段，短时间内并不会有太大的突破，但是随着技术的不断发展和完善，我们一定可以充分利用好它，使其在各个领域都得到充分的发挥。
总结热光伏技术是一种新型的技术，现在正在快速发展，对于热光伏电池的仿真，可以改变很多的参数来达到目的，如有源区厚度、串并联电阻、掺杂浓度等，通过与得出的短路电流、开路电压以及最大输出功率进行对比，就能够轻松的找到结论。
热光伏技术拥有很多优点，他对与环境的改善有着巨大的作用，因为他并不会产生很多污染，并且在资源日益紧缺的现在，这种可以不断使用与重复利用的能源技术是应该得到重视的。
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