太陽能電池的E_n-I_n噪聲模型構(gòu)建與可靠性篩選方法研究

【摘要】：隨著太陽能電池在人類社會的廣泛應(yīng)用，尤其是作為供電系統(tǒng)的重要組成部分應(yīng)用于在軌運行的空間站、宇宙飛船以及人造衛(wèi)星等高端應(yīng)用領(lǐng)域，并且這些實際應(yīng)用環(huán)境與太陽能電池的生產(chǎn)測試環(huán)境相比差別較大，因此自太陽能電池問世以來，其可靠性研究一直在持續(xù)進行。 低頻噪聲作為一種高效、無損的方法，一直是半導(dǎo)體器件可靠性研究的重要工具之一。低頻噪聲源于半導(dǎo)體器件內(nèi)部載流子的無規(guī)則運動，不可避免，而過激低頻噪聲則是表征器件可靠性的重要指標(biāo)。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)太陽能電池中存在的過激噪聲有1/f噪聲，G-R噪聲，RTS噪聲以及猝發(fā)噪聲，其中后三種類型的低頻噪聲在頻域均表現(xiàn)為G-R譜，而RTS噪聲與猝發(fā)噪聲則在時域上表現(xiàn)為明顯的持續(xù)時間不同而幅度相近的脈沖序列。雖然，國內(nèi)外對于基于低頻噪聲的太陽能電池可靠性篩選有了初步的研究，但通過閱讀大量的文獻發(fā)現(xiàn)，目前研究還存在如下問題：(1)對于太陽能電池的低頻噪聲有了一定的認識，但是卻未研究其實際的電信號表現(xiàn)形式，及其對短路電流與開路電壓這兩個重要參數(shù)的影響，未建立一個適用于全面分析太陽能電池噪聲特性的模型；(2)沒有對太陽能電池電流噪聲和電壓噪聲的提取方法進行研究，進而沒有提出一種綜合這兩種噪聲的可靠性篩選方法；(3)對于廣泛應(yīng)用的太陽能電池組件的可靠性研究還僅限于目測，或測量開路電壓、短路電流等參數(shù)以及長時間的應(yīng)力實驗等方式，而基于低頻噪聲這種無損、方便、高效的可靠性評估方法研究甚少；(4)對于實際應(yīng)用的太陽能電池組件，其噪聲參數(shù)的研究目前仍是空白。 因此，基于低頻噪聲對于短路電流和開路電壓的影響，構(gòu)建太陽能電池的E_n-I_n噪聲模型并對噪聲參數(shù)進行提取，綜合考慮測得的各噪聲參數(shù)，對太陽能電池進行可靠性篩選，并在模型的基礎(chǔ)上對組件的噪聲參數(shù)進行研究，以便實現(xiàn)對組件進行基于低頻噪聲的可靠性評估的研究。因此，本課題從以下幾個方面進行研究： (1)提取太陽能電池的等效二端口網(wǎng)絡(luò)并構(gòu)建其E_n-I_n噪聲模型 根據(jù)太陽能電池的等效電路，提取太陽能電池的等效二端口網(wǎng)絡(luò)；分析太陽能電池的低頻噪聲類型及其噪聲產(chǎn)生機理，以電流噪聲源與電壓噪聲源這兩種形式，合理地將太陽能電池的內(nèi)部噪聲源等效到二端口網(wǎng)絡(luò)輸出端，構(gòu)建太陽能電池的E_n-I_n噪聲模型。 (2)研究太陽能電池E_n-I_n模型的噪聲參數(shù)提取及測試方案 根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)理論，將太陽能電池內(nèi)部或表面缺陷引起的噪聲功率等效到輸出端，研究噪聲模型的電流噪聲參數(shù)與電壓噪聲參數(shù)與輸出噪聲功率的關(guān)系，得到兩個噪聲參數(shù)的提取方法；從而依據(jù)噪聲參數(shù)的提取方法確定實際的測試電路。 (3)研究太陽能電池的可靠性篩選方法 對太陽能電池的電流噪聲功率譜與電壓噪聲功率譜進行譜成分分析，提取1/f譜成分的頻率范圍與頻率指數(shù)，G-R譜成分的轉(zhuǎn)折頻率與幅度，提取1/f譜頻率范圍內(nèi)隨偏置條件變化最敏感的頻率點與G-R譜幅度作為兩個敏感參數(shù)對太陽能電池進行可靠性篩選分類；考慮到這兩種點頻噪聲信息表征不完整性，為了得到更加細致準(zhǔn)確的篩選分類結(jié)果，從全頻段分析噪聲功率譜，將Gower相似系數(shù)作為敏感參數(shù)，采用逐步分類的方法進行可靠性篩選分類。 (4)研究雙電池連接的簡單太陽能組件的噪聲參數(shù)計算方法 本設(shè)計僅考慮以只有兩個太陽能電池單體按照串聯(lián)、并聯(lián)這兩種基本連接形式構(gòu)成的簡單組件，分別研究了這兩種形式組件網(wǎng)絡(luò)噪聲參數(shù)的計算方法，進而得到一般性規(guī)律，為復(fù)雜組件的噪聲特性研究做鋪墊。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 噪聲模型 噪聲參數(shù) 可靠性篩選 Gower相似系數(shù) 組件
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-17
• 第2章 太陽能電池的低頻噪聲及二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲模型17-27
• 2.1 低頻噪聲的統(tǒng)計特性17-18
• 2.2 半導(dǎo)體器件的低頻噪聲18-19
• 2.3 太陽能電池的低頻噪聲形成機理及其與可靠性的關(guān)系19-22
• 2.3.1 1/f 噪聲19-20
• 2.3.2 G-R 噪聲20-21
• 2.3.3 微等離子體噪聲21-22
• 2.4 二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲模型22-25
• 2.4.1 二端口網(wǎng)絡(luò)的電路參量22-24
• 2.4.2 二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲模型24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第3章 太陽能電池的 E_n-I_n噪聲模型構(gòu)建及其噪聲參數(shù)測量27-41
• 3.1 太陽能電池的 E_n-I_n噪聲模型構(gòu)建27-30
• 3.1.1 太陽能電池的基本工作原理與主要特性參數(shù)27-28
• 3.1.2 硅太陽能電池的 E_n-I_n噪聲模型構(gòu)建28-30
• 3.2 太陽能電池等效噪聲二端口網(wǎng)絡(luò)特性分析30-31
• 3.3 太陽能電池的低頻噪聲測試系統(tǒng)31-39
• 3.3.1 太陽能電池 E_n-I_n噪聲模型的參數(shù)提取方法研究32-33
• 3.3.2 太陽能電池 E_n-I_n噪聲模型的參數(shù)測試33-35
• 3.3.3 測試結(jié)果35-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 基于 E_n-I_n模型的太陽能電池可靠性篩選方法研究41-57
• 4.1 太陽能電池低頻電壓噪聲與電流噪聲的譜成分分析41-44
• 4.2 可靠性篩選的分類標(biāo)準(zhǔn)44-45
• 4.3 太陽能電池的點頻敏感參數(shù)可靠性篩選方法研究45-49
• 4.3.1 基于 fS(f)曲線的 G-R 譜敏感參數(shù)提取45
• 4.3.2 基于 S(f)曲線的 1/f 譜敏感參數(shù)提取45-46
• 4.3.3 點頻敏感參數(shù)可靠性篩選方法46-49
• 4.4 太陽能電池的全頻段可靠性篩選方法研究49-55
• 4.4.1 通用相似系數(shù)——Gower 相似系數(shù)50-52
• 4.4.2 基于 Gower 系數(shù)的太陽能電池可靠性篩選方法研究52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 第5章 雙電池連接的簡單組件噪聲參數(shù)計算方法研究57-63
• 5.1 雙太陽能電池串聯(lián)的簡單組件噪聲參數(shù)計算方法研究57-59
• 5.2 雙太陽能電池并聯(lián)的簡單組件噪聲參數(shù)計算方法研究59-61
• 5.3 連接矩陣61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻65-69
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果69-71
• 致謝71

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

基于LabVIEW的多晶硅太陽能電池噪聲精確測試方法    高健;周求湛;戴宏亮;劉超;吳丹娥;劉萍萍;于莉莉;

噪聲測量作為篩選光電耦合器件的一種方法    徐建生,戴逸松,張新發(fā)

N級微波四端網(wǎng)絡(luò)的噪聲參數(shù)計算    周求湛,王樹勛,戴逸松

電子器件可靠性的噪聲表征方法    莊奕琪,孫青

船用太陽能電池可靠性分析    袁成清;趙亮亮;孫玉偉;嚴(yán)新平;

基于E_n-I_n模型的低噪聲設(shè)計技術(shù)研究及應(yīng)用    何盛源

太陽能電池低頻噪聲測試系統(tǒng)設(shè)計及其可靠性篩選方法研究    吳丹娥

1N4626型齊納二極管的低噪聲關(guān)鍵技術(shù)研究    劉興輝;劉通;

基于LabVIEW的多晶硅太陽能電池噪聲精確測試方法    高健;周求湛;戴宏亮;劉超;吳丹娥;劉萍萍;于莉莉;

相關(guān)器在多普勒引信信號檢測中的應(yīng)用與研究    楊荔罡;付紅衛(wèi);趙海洲;

結(jié)型場效應(yīng)晶體管放大器的噪聲    王玲,鄭善賢

構(gòu)建等效模型研究2×N階網(wǎng)絡(luò)的等效電阻    曹秀華;譚志中;李頌;

3×n階電阻網(wǎng)絡(luò)等效電阻的研究    譚志中;方靖淮;

生物電信號的線性隔離技術(shù)    何立琴,魏守水,丁良

基于生物啟發(fā)的半導(dǎo)體器件可靠性免疫系統(tǒng)研究    周求湛;李剛;孔亞婷;王墨林;蘇棟才;

基于馬氏距離的太陽能電池可靠性篩選方法研究    周求湛;張彥創(chuàng);陳永志;劉萍萍;吳丹娥;

測量噪聲功率譜作為篩選光電耦合器件的方法研究(Ⅱ)    徐建生,戴逸松

反饋式地震計的性能設(shè)計與噪聲測量研究    崔慶谷

微波二端口噪聲參數(shù)計算及精確測量方法研究    周求湛

MOS晶體管全區(qū)域噪聲模型及其在低噪聲運放設(shè)計中的應(yīng)用    李志遠

小型四極質(zhì)譜檢測系統(tǒng)的前置弱電流放大與數(shù)據(jù)采集的研究    吳保軍

基于TOA無線定位算法的超聲紅外電子白板系統(tǒng)設(shè)計    袁銘

紅外探測器低頻噪聲測量及應(yīng)用研究    殷雪松

太陽能電池低頻噪聲測試系統(tǒng)設(shè)計及其可靠性篩選方法研究    吳丹娥

非周期半導(dǎo)體多層異質(zhì)結(jié)中自旋極化輸運性質(zhì)的研究    秦莉蘭

低場脈沖核磁共振中噪聲削弱方法的研究    李杰

自動巡航可視紅外測溫儀的理論及應(yīng)用研究    劉西亮

數(shù)模混合電路故障診斷系統(tǒng)若干問題的研究    王妍妍

基于激光平面的平面測量系統(tǒng)的研究    盧劍光

MEMS陀螺系統(tǒng)的軟件仿真    張晨

低場脈沖核磁共振發(fā)射模塊研究    葉茂

基于青?；【鶴67的飲用水取水環(huán)境虛擬檢測儀器    魏勝非;陳彩云;許德玄;

集成運算放大器的噪聲模型和精確測量    徐建生，李雅琴，戴逸松

噪聲測量作為篩選光電耦合器件的一種方法    徐建生,戴逸松,張新發(fā)

太陽能電池低頻噪聲測試系統(tǒng)設(shè)計及其可靠性篩選方法研究    吳丹娥

太陽能電池板玻璃蓋片的空間帶電粒子環(huán)境損傷效應(yīng)研究    孫承月

太陽能異步發(fā)電系統(tǒng)的研究    楊順昌

德國最大太陽能電池廠投產(chǎn)    德興

國家太陽能電池示范工程落戶保定    

巧妙利用太陽能的住宅    李有觀;

太陽能電池陽光普照    袁茵;

采集太陽能(下)——基礎(chǔ)化學(xué)推進新型低成本太陽能電池的開發(fā)    高彤;

哈博公司250兆瓦太陽能光伏項目落戶浙江嘉興    王碧輝;盧影;

臺聯(lián)電投資100萬美元在山東建太陽能電池廠    

太陽能應(yīng)用 政府主導(dǎo)最重要    黃韜;

PVDF樹脂在太陽能電池模組背板上的應(yīng)用    吳君毅;

太陽能電池輸出特性的分析及檢測    張海波;

太陽能電池表面納米微結(jié)構(gòu)研究    李美成;

有機染料錨數(shù)對染料敏化太陽能電池性能的影響    尚會霞;羅艷紅;孟慶波;占肖衛(wèi);

量子點敏化太陽能電池--新材料的設(shè)計、制備及器件研究    李冬梅;羅艷紅;孟慶波;

量子點敏化太陽能電池研究進展    劉銘;楊君友;馮雙龍;朱虎;

高效染料鈉晶TiO_2太陽能電池    黃昀昉;吳季懷;林建明;黃妙良;

太陽能電池應(yīng)用    孟昭淵;

富銦與富銅CuInSe_2薄膜的光電性能    王信春;

談太陽能路燈原理    胡昊偉;黃敏;

用于聚合物太陽能電池的高效共軛聚合物光伏材料    李永舫;

太陽能廠跨洋吸金 幾家歡樂幾家愁    黃女瑛 DigiTimes

太陽能電池級多晶硅光伏項目落戶益陽    記者　 郭云飛 通訊員　 張世平

涉足太陽能光伏產(chǎn)業(yè)公司一覽    詹鈴

依靠太陽能的家庭    楊先碧

G風(fēng)帆 太陽能電池新貴    天同證券 張銳

PE“新銳”王剛：太陽能行業(yè)的堅定支持派    本報記者 翁海華

行者集團利用太陽能獲新突破    記者 張國偉

太陽能電池面臨出口為主的尷尬    無暇

邱第明:中國最早太陽能企業(yè)的跌宕起伏    本報記者王穎春 采寫

青海首條太陽能電池生產(chǎn)線投產(chǎn)    梁麗英

基于酞菁銅的太陽能電池的研究    劉一婷

反型聚合物太陽能電池的研究    李福民

聚合物太陽能電池中光吸收增強效應(yīng)的研究    李國龍

聚光多結(jié)太陽能電池的設(shè)計、制備及可靠性研究    宋明輝

反型體異質(zhì)結(jié)聚合物太陽能電池的研究    陶晨

有機/聚合物太陽能電池：活性層結(jié)構(gòu)、形貌及光伏性能    薛麗麗

有機小分子太陽能電池的效率優(yōu)化及衰減性研究    鄒業(yè)

太陽能電池正面銀漿的制備及其性能研究    郭桂全

知識流動理論框架下的科學(xué)前沿與技術(shù)前沿研究    龐杰

量子點敏化太陽能電池：制備及光電轉(zhuǎn)換性能的改進    宋鑫

基于太陽能的嵌入式路燈控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    劉春

利用不同陰極緩沖層改善有機小分子Pentacene/C_（60）太陽能電池的性能    劉瑞

用電化學(xué)阻抗譜研究染料敏化太陽能電池的電子傳輸與復(fù)合特性    和川

三芳基咪唑的富勒烯衍生物的合成及其在CdSe量子點太陽能電池的應(yīng)用    趙愛婷

太陽能電池CuInS_2薄膜和ZnS薄膜的制備與性能研究    張興良

SCNTs和PPDIF應(yīng)用于聚合物太陽能電池中的研究    白靜璐

CuO薄膜的制備及其光伏特性研究    張春萍

敏化太陽能電池中染料的合成研究    徐丹

含噻吩和噻唑基元的共軛聚合物的合成和光伏性能研究    國霞

太陽能電池的E_n-I_n噪聲模型構(gòu)建與可靠性篩選方法研究    高健