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基本信息

項(xiàng)目名稱：
綠色新能源染料敏化太陽能電池
小類：
能源化工
簡介：
在目前眾多的太陽能電池中，染料敏化太陽能電池由于具有成本較低、工藝簡單、較高的光穩(wěn)定性、理論光電轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)，已在全世界范圍內(nèi)掀起了對這種新型太陽能電池的研究熱潮。太陽能作為一種可再生能源，具有取之不盡、安全、環(huán)保等其它能源所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過多年的努力，DSSC電池的效率已經(jīng)達(dá)到了比較滿意的水平，并逐步走上了產(chǎn)業(yè)化道路，逐漸成為最有希望得到應(yīng)用的新型太陽能電池之一。
詳細(xì)介紹：
MATLAB/Simulink主要的功能是對動(dòng)態(tài)系統(tǒng)做適當(dāng)?shù)姆治?，可以預(yù)先對系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析，并可以做適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)修正，增強(qiáng)系統(tǒng)的性能，減少系統(tǒng)研發(fā)修改時(shí)間，提高開發(fā)系統(tǒng)效率[5]。本文中DSSC模型計(jì)算需要較復(fù)雜的運(yùn)算，用MATLAB/Simulink可以方便地進(jìn)行仿真計(jì)算，輸出相關(guān)的特性曲線。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目前使用的化石能源是不可再生能源，正逐漸耗盡；同時(shí)，化石能源的使用產(chǎn)生大量的溫室氣體，引發(fā)全球氣候變化，因此太陽能作為替代能源是解決能源危機(jī)以及保護(hù)環(huán)境的最佳途徑之一。太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，是利用太陽能資源的一種非常有效的手段。近年來，太陽能電池的發(fā)展非常迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域。如何提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率以及降低制造成本，目前已成為發(fā)展太陽能電池工業(yè)的研究重點(diǎn)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

根據(jù)染料敏化太陽能電池的等效電路，應(yīng)用MATLAB/Simulink工具建立仿真模型，對DSSC的輸出伏安特性及輸出功率進(jìn)行仿真，討論光生電流密度Jph、二極管特性因子n和飽和電流I0對DSSC性能的影響。仿真的結(jié)果可以作為DSSC結(jié)構(gòu)優(yōu)化的理論依據(jù)。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

通過調(diào)節(jié)光生電流密度Jph,二極管特性因子n和飽和電流I0參數(shù)值，方便且準(zhǔn)確地模擬了光伏電池的工作情況，定量地分析了光生電流密度、二極管特性因子和飽和電流的變化對電池輸出特性的影響。通過對電池的仿真來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，使DSSC結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步優(yōu)化，也為DSSC走向?qū)嵱没於ɑA(chǔ)。

學(xué)術(shù)論文摘要

[1] 張玉香，戴松元，染料敏化太陽能電池的研究進(jìn)展[J]，陽光能源； [2] 李勝軍，林 原，楊世偉，納晶TiO2多孔薄膜電極的制備及其性能研究[J],功能材料； [3] 薛定宇，陳 陽，泉系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M]，北京清華大學(xué)出版社，2006. [4] 鐘水庫，劉長春，沈曉明，太陽電池基本參數(shù)的實(shí)驗(yàn)與分析[J]，半導(dǎo)體光學(xué)

獲獎(jiǎng)情況

2010年 長沙 第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議 被ISTP收錄

鑒定結(jié)果

仿真結(jié)果表明，光伏電池的輸出特性呈非線性，每條曲線有且僅有一個(gè)最大輸出功率點(diǎn)，并且DSSC的性能受光生電流密度Jph、二極管特性因子n和飽和電流I0的影響。

參考文獻(xiàn)

基于MATLAB/Simulink的DSSC模擬仿真

同類課題研究水平概述

國外對染料敏化太陽能的電池研究較早。自1991年起, 該電池一直是國際研究的熱點(diǎn). DSC被認(rèn)為是新型太陽電池中最有力的競爭者之一. DSC以其潛在的低成本、相對簡單的制作工藝技術(shù)和電池制備的低能耗等優(yōu)勢贏得了人們的廣泛重視.1991年, 瑞士洛桑高等工業(yè)學(xué)院Grtze l教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組, 把以前的平板電極改成納米多孔電極后制作DSC, 電池的光電轉(zhuǎn)換效率取得了7. 1%的突破性進(jìn)展 , 1993年達(dá)到了10% , 2003年達(dá)到了10. 58%, 2004年和2005年, 光電轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到了11. 04% 和11. 18%. 目前面積約為100cm2 的DSC光電轉(zhuǎn)換效率已超過6. 3% , 效率接近6%。這充分顯示了DSC為具有大規(guī)模應(yīng)用前景的低價(jià)太陽電池的一個(gè)新的選擇.
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