提高太阳能电池效率的关键技术：聚光与菲涅尔透镜研究

"高效太阳能电池关键技术研究" 这篇硕士学位论文主要探讨了高效太阳能电池的关键技术，特别是聚光太阳能电池的优化设计和跟踪技术。作者姚叙红在精密仪器及机械专业领域，由导师朱林泉指导，于2009年完成了这项研究。 1. 太阳能电池的工作原理与效率提升技术 太阳能电池通过光电效应将太阳能转化为电能。论文深入分析了影响太阳能电池转换效率的因素，包括减反射损失、减少载流子损失和减少光透射损失。提高转换效率的技术主要包括：采用抗反射涂层来减少光线的反射损失，优化电池结构以减少载流子复合，以及改进材料和工艺以减少光能未被吸收而透过电池。 2. 聚光太阳能电池与聚光器的研究 聚光太阳能电池通过聚光器集中太阳光，从而提高电池接收的光照强度，进而提升效率。文中讨论了几种常见的聚光器，例如抛物面聚光器和菲涅尔透镜。尽管抛物面聚光器能实现高倍聚光，但其制造成本高且反射层容易脱落。相比之下，菲涅尔透镜在成本、耐用性和光学性能方面展现出更好的优势。 3. 平板线性菲涅尔透镜的设计与应用 论文设计了一种柱面线聚焦菲涅尔透镜，并研究了其在使用时电池的最佳位置。通过实验，使用32mm x 25mm的点状菲涅尔透镜（型号ZDS.10H）可以将太阳能照度提高15.3倍。然而，实验也表明，随着光照强度减弱或太阳视场角增大，透镜的聚光效果会下降，这主要是由于透镜表面的反射损失。 4. 抛物柱曲面镀银玻璃太阳能聚光器的改进 鉴于抛物柱曲面聚光器存在的不均匀聚光、高昂加工费和银反射层易脱落的问题，论文提出了一种创新设计——“多折面”代替“曲面”，并使用“镀银双层玻璃”替代“镀银玻璃”。这种新型的抛物柱折面形镀银玻璃太阳能聚光器有望改善上述缺陷，提高聚光的均匀性和系统的稳定性。 关键词涵盖了太阳能技术的核心要素，包括太阳能本身、聚光电池、菲涅尔透镜和折面聚光器，显示了本研究的深度和广度，对于理解并优化太阳能电池技术具有重要的参考价值。