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太阳能光伏光热综合利用设计与研究,背景简介,水污染,空气污染,能源短缺,背景简介,光伏产业发展迅速,电池工作温度较高,节约空间,技术成熟,光热产业,文章概述,3,2,1,有机聚合物太阳能电池的制备和分析,太阳能光热实验及分析,太阳能光伏光热综合利用,4,结论、不足与展望,答辩内容,研究方法及过程,有机聚合物太阳能电池的制备,1.衬底清洗 2.阳极界面层的制备 3.制备活性层 4.制备电极 5.退火,制备过程,所用电子给体P3HT和受体ICBA分子式,太阳能电池结构图,研究方法及过程,有机聚合物太阳能电池特性测试,开路电压Voc=0.77V 短路电流Jsc=9.18 mA/ 填充因子FF=61.1% 效率PCE=4.32%。,研究方法及过程,太阳能光热效率测试实验,实验材料与准备,平行管,串联管,实验材料,将光热组件置于阳光下，每隔半小时记录一次水箱水温。,实验过程：,研究方法及过程,研究方法及过程,实验数据处理及分析,实验结果：,实验分析：,前一小时升温较快，然后达到一临界值，变化幅度减小，甚至有下降的情况，这与即时天气情况、水箱保温效果以及水的比热容有关系； 受管道形状影响，平行管水流流速较快； 三种情况最高温度相差不大，且均出现在13:00左右。,研究方法及过程,太阳能光热效率计算,计算公式如下：,（1）蛇形管无覆盖：th1=40.3% （2）蛇形管有覆盖：th2=38.1% （3）平行管有覆盖：th3=41.4%,计算结果如下：,计算所需数据所需数据：,太阳能综合利用,交叉式综合利用效率,计算公式如下：,1.太阳能综合利用效率始终小于e+th； 2.光热组件面积的大小直接影响此PV/T集热器的效率； 3.可根据用户需求控制光伏组件和光热组件的面积比例，如果用电需求较大，可以适当增大光伏组件面积以获得更多电收益；如果用热水需求较大，可适当增大光热组件面积，以获得更多热收益。,交叉式俯视图,太阳能综合利用,叠加式PV/T集热器,蛇形管叠加式,平行管叠加式,侧视图,计算公式如下：,太阳能综合利用,叠加式PV/T集热器效率,结果如下：,平行管叠加式的太阳能综合利用效率=45.7%,串联管叠加式的太阳能综合利用效率=42.4%,结论,有机聚合物太阳能电池制作较简单，成本较低，适合大批量生产，但光电转换效率较低；,太阳能光热集热器水温会在光照一定时间后到达一个临界值，这个值受环境和保温层保温效果影响；,对于叠加式PV/T集热器，光热集热器采用平行管比采用蛇形管的效率高，这是管道形状对流体流速的影响所致；,叠加式PV/T集热器效率较交叉式PV/T集热器高，但交叉式PV/T集热器应用更灵活。,不足和展望,PV/T集热器组合方式较少，尚难找到完美的利用方式以最大化太阳能综合利用效率； 由于条件限制，本研究中的光热热效率测试实验中的模拟水箱保温效果不够好；本实验不能测出即时的太阳能辐射强度，这对实验结果也有一定影响。,不足：,展望：,将研制出成本更低、效率更高的太阳能电池； 可将太阳能光热组件的集热管换成透明的玻璃管，并将太阳能电池包裹在玻璃管下半部分，同样可以利用太阳能同时产生电、热两种收益； 太阳能必将成为人类生产生活的主要能源。,谢 谢！,再见，大学,
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