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与太阳电池研究相适配的双原点坐标系

物理学报 2014年第11期63卷 401-406页

作者：张忠政程晓舫 f中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230026

光生电流是太阳电池电流方程中的一个关键数值,但在单原点坐标系中无法进行标示,因此设计了双原点坐标系.在双原点坐标系中,通过对基尔霍夫电流定律如何进行标示的讨论,实现了太阳电池等效电路中各电流项和电压项的标示.双原点坐标系清... 详细信息

光生电流是太阳电池电流方程中的一个关键数值,但在单原点坐标系中无法进行标示,因此设计了双原点坐标系.在双原点坐标系中,通过对基尔霍夫电流定律如何进行标示的讨论,实现了太阳电池等效电路中各电流项和电压项的标示.双原点坐标系清晰地指出:光生电流与短路电流之差随短路电流增大而增大,只有在低光照下光生电流与短路电流才大致相当,在高光照下两者差异不可忽略;太阳电池输出功率与内耗功率在光生电流总功率中的占比随光生电流会发生改变,若要求输出功率大于内耗功率,则太阳电池不宜工作在高光照下.双原点坐标系为太阳电池的研究提供了一个适配的坐标系.

关键词：双原点坐标系太阳电池基尔霍夫电流定律内耗功率

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基于有限立体角测量的谱色测温法

物理学报 2013年第3期62卷 81-86页

作者：辛成运程晓舫张忠政中国科学技术大学热科学和能源工程系

辐射测温是通过测量物体表面发射的辐射来反演温度.本文结合线性发射率模型从辐射测温方程封闭求解的角度,解释了谱色测温通常需采用微元立体角测量或针对漫发射体的有限立体角辐射测量的原因,并推导出了有限立体角辐射测量条件下,具有... 详细信息

辐射测温是通过测量物体表面发射的辐射来反演温度.本文结合线性发射率模型从辐射测温方程封闭求解的角度,解释了谱色测温通常需采用微元立体角测量或针对漫发射体的有限立体角辐射测量的原因,并推导出了有限立体角辐射测量条件下,具有非漫发射性质物体表面温度测量的辐射测温方程,该方程具有测量普适性.以此方程为基础,推导了具有测量普适性的谱色测温方程组,发现不同的辐射测量条件下,发射率标尺的取值范围相同,但物理意义发生了明显变化.

关键词：辐射测温辐射测量定向光谱发射率谱色测温

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太阳电池最大功率恒压跟踪研究

中国电机工程学报 2014年第26期34卷 4521-4527页

作者：张忠政程晓舫中国科学技术大学热科学和能源工程系安徽省合肥市230026

通过单二极管五参数模型太阳电池的电流方程一阶导数,推导出光生电流变化而温度不变时的最大功率方程,并绘制最大功率曲线。太阳电池恒压跟踪(constant voltage tracking,CVT)的数学表述为dVm/dIm?0,即CVT仅是最大功率跟踪的特殊情况,... 详细信息

通过单二极管五参数模型太阳电池的电流方程一阶导数,推导出光生电流变化而温度不变时的最大功率方程,并绘制最大功率曲线。太阳电池恒压跟踪(constant voltage tracking,CVT)的数学表述为dVm/dIm?0,即CVT仅是最大功率跟踪的特殊情况,通常情况下在最大功率曲线上仅是两个点。在CVT的点沿电流轴向两侧延伸,太阳电池最大功率点的电压变化不大而电流变化较大,就有了适用CVT的区间,其数学表述为dUm/dIm?0。该文给出了适用CVT的负载电流、光生电流区间,建议在不同的电流区间采用不同的恒定跟踪电压。从特性参数角度进行数值模拟指出,串联内阻越小、并联内阻越大、二极管反向饱和电流越小或二极管理想因子越大,适用CVT的区间就越宽。

关键词：太阳电池五参数模型电流-电压特性最大功 constant voltage tracking(CVT)

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非线性太阳电池的负载电阻输出功率的研究

太阳能学报 2015年第6期36卷 1474-1480页

作者：张忠政程晓舫刘金龙中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230026

针对非线性的太阳电池等效电路,给出最大输出功率时最佳负载的迭代式;研究串并联内阻对最佳负载和最大输出功率的影响。指出随并联内阻的增大,最佳负载先增大后减小,随串联内阻的增大,最佳负载的变化趋势或单调增大或先减小后增大;串联... 详细信息

针对非线性的太阳电池等效电路,给出最大输出功率时最佳负载的迭代式;研究串并联内阻对最佳负载和最大输出功率的影响。指出随并联内阻的增大,最佳负载先增大后减小,随串联内阻的增大,最佳负载的变化趋势或单调增大或先减小后增大;串联内阻越小、并联内阻越大,最大输出功率越大。还给出太阳电池的最大功率跟踪方程及其曲线,当串联内阻较小和并联内阻较大时,为非单调性曲线,当串联内阻较大和并联内阻较小时,为单调性曲线;最大输出功率恒压跟踪(CVT)时,建议选用不同的恒定跟踪电压替代只采用一个恒定跟踪电压。数值模拟指出,串联内阻越小或并联内阻越大,CVT的区间越宽。

关键词：太阳电池最佳负载最大输出功率最大功率跟踪 CVT

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太阳电池负载的工作区间

太阳能学报 2015年第1期36卷 126-132页

作者：张忠政程晓舫刘金龙中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230026

基于实际太阳电池的五参数模型的研究指出,只有当Rs/Rsh≤1/8时得失功率比大于"1",即输出功率大于内耗功率,并比较了理想、串阻、并阻和实际太阳电池的得失功率;当最大功率负载Rm L=0.5Rs(1+Rsh/Rs)时,太阳电池工作在最大功率点处获得... 详细信息

基于实际太阳电池的五参数模型的研究指出,只有当Rs/Rsh≤1/8时得失功率比大于"1",即输出功率大于内耗功率,并比较了理想、串阻、并阻和实际太阳电池的得失功率;当最大功率负载Rm L=0.5Rs(1+Rsh/Rs)时,太阳电池工作在最大功率点处获得最大得失功率比[(1+Rsh/Rs)×0.5-1]/2;由单体电池组成的电池阵列,要求单体电池的得失功率负载工作区间保持一致。

关键词：太阳电池得失功率区间输出功率内耗功率

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对山西省职业技术教育发展战略的思考

山西成人教育 1991年第3期 21-22页

作者：张忠政

应力调制下β-FeSi_2电子结构及光学性质

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光学学报 2013年第7期33卷 243-249页

作者：闫万珺张春红桂放张忠政谢泉郭本华周士芸安顺学院物理与电子科学系贵州安顺561000 贵州大学理学院新型光电子材料与技术研究所贵州贵阳550025

采用第一性原理赝势平面波方法对应力调制下β-FeSi2的电子结构及光学性质进行了计算,全面分析了应力对β-FeSi2能带结构、电子态密度和光学性质的影响。在各向同性应力的作用下,压缩晶格使β-FeSi2的导带向高能区漂移,带隙变宽,拉伸晶... 详细信息

采用第一性原理赝势平面波方法对应力调制下β-FeSi2的电子结构及光学性质进行了计算,全面分析了应力对β-FeSi2能带结构、电子态密度和光学性质的影响。在各向同性应力的作用下,压缩晶格使β-FeSi2的导带向高能区漂移,带隙变宽,拉伸晶格使导带向低能区漂移,带隙变窄,且当拉伸应力增加到-25GPa时,费米能级穿过了价带和导带,β-FeSi2由半导体变成了导体;压缩晶格会使各光学参数发生蓝移,增大β-FeSi2的吸收系数和光电导率,降低反射率,而拉伸晶格会导致红移,增大静态介电常数,折射率n0和反射率,降低吸收系数。施加应力可以调节β-FeSi2的电子结构和光学性质,是改变和控制β-FeSi2的光电传输性能的有效手段。

关键词：材料 β-FeSi2 电子结构光学性质应力第一性原理

Al掺杂浓度对CrSi_2电子结构及光学性质的影响

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光学学报 2012年第5期32卷 163-171页

作者：闫万珺周士芸谢泉郭本华张春红张忠政安顺学院物理与电子科学系贵州安顺561000 贵州大学理学院新型光电子材料与技术研究所贵州贵阳550025

采用基于第一性原理的赝势平面波方法,对不同Al掺杂浓度CrSi2的几何结构、能带结构、态密度和光学性质进行了计算和比较。几何结构和电子结构的计算表明:Al掺杂使得CrSi2的晶格常数a和b增大,c变化不大,晶格体积增大;Cr(Si1-xAlx)2仍然... 详细信息

采用基于第一性原理的赝势平面波方法,对不同Al掺杂浓度CrSi2的几何结构、能带结构、态密度和光学性质进行了计算和比较。几何结构和电子结构的计算表明:Al掺杂使得CrSi2的晶格常数a和b增大,c变化不大,晶格体积增大;Cr(Si1-xAlx)2仍然是间接带隙半导体,掺杂使得费米面向价带移动,且随着掺杂量的增大而更深地嵌入价带中,费米能级附近的电子态密度主要由Cr的3d态电子贡献。光学性质计算表明,随着掺杂量的增大,Cr(Si1-xAlx)2的静态介电常数、第一介电峰、折射率n0逐渐增大,平均反射效应减弱,表明Al掺杂有效增强了CrSi2对光的吸收,能够提高其光电转换效率。计算结果为CrSi2光电材料的应用和设计提供了理论指导。

关键词：光学材料 CrSi2 电子结构光学性质掺杂第一性原理

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基于光谱响应定标的辐射测温方法

光谱学与光谱分析 2012年第10期32卷 2735-2738页

作者：辛成运程晓舫张忠政中国科学技术大学热科学和能源工程系安徽合肥230027

辐射测温是通过测量物体发出的辐射来反演温度,辐射测量方程中含有与空间位置相关的非光谱参数,通常需通过辐射标定予以确认。而该研究将非光谱参数归入有限项级数形式的光谱发射率中,这既不会影响多通道测温方程组的封闭性,又不会影响... 详细信息

辐射测温是通过测量物体发出的辐射来反演温度,辐射测量方程中含有与空间位置相关的非光谱参数,通常需通过辐射标定予以确认。而该研究将非光谱参数归入有限项级数形式的光谱发射率中,这既不会影响多通道测温方程组的封闭性,又不会影响真温求解,从而在无需测量数据归一化的条件下,实现了无需空间位置标定的辐射测温,该方法仅需要标定仪器的绝对光谱响应或相对光谱响应,但不能解得发射率。以两个特例分别对多波长测温方法和多谱段测温方法的求解特性进行了研究。结果表明:对于任意的测量矢量,有效波长不相同的多波长测温唯一解是存在的;而多谱段测温时,存在无解区域,双解直线,甚至可能存在三解直线。

关键词：多波长多谱段辐射测温发射率光谱响应