南京工業(yè)大學(xué)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(fù)合以及沿電池邊緣的表面漏電流而設(shè)計(jì)的一個(gè)等效并聯(lián)電阻。Rs：為擴(kuò)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(fù)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(diǎn)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(dāng)大小b.裝料時(shí)，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(hù)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(cuò)，獲得無位錯(cuò)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(cuò)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(diǎn)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(fù)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(jì)時(shí)還可根據(jù)需求設(shè)計(jì)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(fù)合壽命（越長越好）光強(qiáng)（聚光效果Thj）摻雜濃度及剖面分布表面復(fù)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(xué)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(xué)損失，它包括半導(dǎo)體表面及體內(nèi)的光生載流子復(fù)合、半導(dǎo)體和金屬柵線的接觸電阻，以及金屬和半導(dǎo)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(fù)合，它直接影響太陽能電池的開路電壓。光生載流子的復(fù)合主要是由于高濃度的擴(kuò)散層在前表面引入大量的復(fù)合中心。此外，當(dāng)少數(shù)載流子的擴(kuò)散長度與硅片的厚度相當(dāng)或超過硅片厚度時(shí)，背表面的復(fù)合速度對(duì)太陽能電池特性的影響也很明顯。六、請(qǐng)畫出二氧化鈦?zhàn)鳛殡姌O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(gè)最優(yōu)化的厚度，光電轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到最大值。b）納米TiO2對(duì)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(fù)吸收，大大提高染料分子的光吸收率。

5、c）納米TiO2薄膜對(duì)染料敏化太陽能電池中電子傳輸和界面復(fù)合起著很重要作用,影響光電流的輸出。七、請(qǐng)畫出神化錢薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)及每層作用八、請(qǐng)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(xué)腐蝕劑進(jìn)行表面腐蝕；多晶硅：酸腐蝕法，活性離子刻蝕法,機(jī)械刻槽法，激光刻槽法）擴(kuò)散制結(jié)（源擴(kuò)散，熱擴(kuò)散）n-八IGwAs1ft埠CH1堪沖屋口一5re用1中牯G入點(diǎn)陽電池結(jié)構(gòu)71.qmxmn*父4qtnflLjwiCoa,Asnikircfl電解質(zhì)染料Ti（%膜*電極X導(dǎo)電膜玻璃-L.；叫工在、區(qū)1:房門。Wpp二:<1口、導(dǎo)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(qǐng)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(dǎo)體光伏原件，當(dāng)有光照射時(shí)，在太陽電池上下極之間會(huì)有一定的電勢差，用導(dǎo)線連接負(fù)載，會(huì)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(duì)在離開PN結(jié)一個(gè)擴(kuò)散長度以內(nèi)產(chǎn)生的電子空穴通過擴(kuò)散到達(dá)空間電荷去區(qū)電子空穴對(duì)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(dòng)。在PN結(jié)識(shí)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(fù)載連接到電池上，在電路中將有電流傳導(dǎo)。十、請(qǐng)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(gè)太陽電池組件兩端用來避免某個(gè)組件發(fā)生故障而對(duì)其他組件產(chǎn)生影響。儲(chǔ)能裝置：儲(chǔ)存方陣在有日照時(shí)發(fā)出的多余電能，供晚間或陰雨天使用?？刂破鳎簩?duì)光伏系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制。逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供給負(fù)載使用。十一、試述太陽能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用和發(fā)展趨勢優(yōu)點(diǎn)：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(yùn)行成本低。太陽能發(fā)電沒有運(yùn)動(dòng)部件不易損壞，維護(hù)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(fù)荷增減太陽電池方陣容量，避免浪費(fèi)。缺點(diǎn)：地面應(yīng)用時(shí)有間歇性和隨機(jī)性，發(fā)電量與氣候條件有關(guān)。如隨時(shí)為負(fù)載供電，需配備儲(chǔ)能裝置。能量密度較低。標(biāo)準(zhǔn)條件地面上接收到的太陽輻射強(qiáng)度為000W/nf占地面積大。目前價(jià)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(fēng)帽。通信電源。離網(wǎng)電源（航標(biāo)燈，石油天然氣管道陰極保護(hù)電源，光伏應(yīng)用產(chǎn)品等）。防災(zāi)減災(zāi)電源。交通工具電源（太陽能飛機(jī)，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