摘要：线性菲涅耳聚光系统采用柱面反射镜可提高聚光能力。本文提出一种柱面反射镜曲率半径的优化计算方法,建立了通用计算模型,详细分析了反射光线横向偏移的变化规律、系统瞬时光学效率和能流均匀性等。研究结果表明,柱面反射镜的最佳曲率半径与其宽度几乎没有关联,只需要考虑其与镜场中心的距离和系统有效工作时太阳横向入射角即可得到最佳值。通用计算模型所得的结果与数值精确计算的结果非常接近,最大偏差为1.26%,平均偏差为0.38%。在考虑柱面反射镜型面误差、跟踪误差和曲率半径误差的情况下,当横向入射角大于45°时,系统瞬时光学效率保持在59.46%以上。在聚焦平面的较小范围(相对距离为-0.05~0.05)内,能流密度高且均匀性较好,适合布置光伏电池组件。

摘要：吸热管表面能流密度分布的均匀性对线性菲涅耳式聚光器的光热性能及安全运行有着重要影响。基于Tonatiuh光学仿真软件构建了线性菲涅耳式聚光器模型,研究了圆柱面形反射镜焦距及瞄准点位置与光斑宽度之间的关系,在此基础上探讨了不同瞄准策略下线性菲涅耳式聚光器的光学效率及能流分布的均匀性。结果表明:采用瞄准点均匀分布的瞄准策略,聚光器在保持较高光学效率的同时能够提升集热管表面能流分布的均匀性。采用优化后的瞄准策略,线性菲涅耳式聚光器光学效率可达到87.4%,集热管表面能流密度标准差由45.3%降低到30.7%,集热管顶部能流密度提升了10.2%。集热管空管预热采用该优化瞄准策略,在变占空比跟踪模式下,集热管弯曲变形程度远小于现有瞄准策略。该结果可为线性菲涅耳式聚光集热系统的优化设计提供理论支撑。

摘要：Fe-6.5%Si-1%Al(质量分数)合金薄板具有优异的软磁性能和较好的机械加工性能。本文基于DICTRA (Diffusion controlled transformation)软件模拟研究了Fe-3%Si低硅钢基板Si、Al共渗制取Fe-6.5%Si-1%Al合金薄板的可能条件以及Fe-SiAl三元体系中Si、Al共渗的交互作用机制。设计结构为17.5μm Fe-34.2%Si-8.93%Al/200μm Fe-3%Si/17.5μm Fe-34.2%Si-8.93%Al的扩散偶组合,模拟其在1 373K温度下扩散不同时间后Si与Al的浓度分布。模拟结果表明,低硅钢基体中Si的扩散速率高于Al,当扩散时间达14 400s时,Si与Al沿截面均匀分布,且Si与Al的含量均达到设计目标Fe-6.5%Si-1%Al的成分值。模拟过程中适当改变扩散偶组合中Si与Al的浓度值发现,低硅钢基体Si、Al共渗制取高硅(铝)钢过程中会因活度变化发生Si或Al的上坡扩散,但该影响会在均匀化过程中随浓度梯度的消失而消失。在Fe-Si-Al三元体系中,适量Al的存在会促进Si的扩散。

摘要：在聚光器和接收器之间加入“光漏斗”匀光器来实现砷化镓(GaAs)电池表面能流密度的均匀分布。根据蒙特卡洛射线法和照射在接收器表面能流密度相同的原理,设计“光漏斗”匀光器。聚光器开口半径为1600 mm,焦距为1700 mm,Tracepro仿真结果显示接收器表面能流密度的均匀度为98.51%,实验显示均匀度为95.05%,仿真值与实验值相近。根据GaAs电池输出电量最大化来确定电池芯片的布置范围,仿真结果得到在半径为36 mm内布置电池芯片,与实验值39 mm相近。

摘要：单根真空集热管和复合抛物面聚光器(CPC)组成的接收器(单管接收器)对线性菲涅尔式聚光系统的镜场布置有特殊要求。本文根据单管接收器的特点,提出了利用CPC最大接受半角控制镜场高宽比实现镜场无阴影布置的方法。利用几何关系推导了镜场无阴影布置的数学表达式,并给出了数值计算方法。通过算例,将一次反射镜和镜场中心的距离与镜场地面覆盖率相结合对镜场布置进行了优化。研究结果表明:对于CPC最大接受半角为45°、反射镜宽度为380mm、而反射镜列数为21的镜场,当系统无阴影工作时间确定为6h时,相邻一次反射镜间距最大为537mm较为合理,而此时地面覆盖率为73.28%。该方法对于单管接收器线性菲涅尔聚光镜场的布置具有普适性,对线性菲涅尔式聚光系统的设计具有较好的指导意义。

摘要：在材料信息学和数据科学取得了快速进展的同时,应用机器学习方法辅助有机光电材料筛选和设计仍然具有挑战性.结合监督学习与无监督学习的优势,以大约1 000个有机聚合物太阳能电池给体材料为数据集,围绕材料的电子特性和分子指纹序列特征,使用随机森林分类模型进行机器学习,探讨了不同分子指纹对学习结果的影响,并结合模型训练结果与测试结果进行验证分析,探索机器学习方法在聚合物太阳能电池材料筛选中的应用.从有机光电功能材料功能原理来看,材料光电特性的本质是材料中电子的各种行为带来的结果,与其分子结构是密不可分的。此方法亦可作用于不同类型有机光电材料筛选和设计中.

摘要：首先,分析集热管热损测试系统温度控制过程的物理模型,推导出集热管温控系统的传递函数表达式,得知集热管热损测试系统为非线性系统。针对集热管热损测试系统的非线性,研究了积分分离PID控制算法,阐述该算法原理,设计控制器相关参数,结合集热管热损测试系统对该算法和常规PID算法进行系统性能仿真对比分析。结果表明,采用该算法设计的测试系统温度控制过程响应速度更快,控制精度达到±0.5℃,适用于相关温度控制场合。

摘要：铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜在红外波段具有高反射率的特性。设计了SiO_(2)/AZO/Al_(2)O_(3)/Glass/SiO_(2)光谱选择性反射膜。通过软件仿真和实验研究,探究了SiO_(2)、AZO、Al_(2)O_(3)薄膜的光学常数以及物理厚度对SiO_(2)/AZO/Al_(2)O_(3)/Glass/SiO_(2)薄膜光谱特性的影响,确定了光谱选择性反射薄膜的制备工艺参数。根据工艺制得了对可见光平均透射率接近90%、红外(2.5~20μm)平均反射率大于85%的光谱选择性反射膜,薄膜的辐射率为0.08~0.12。以表面镀有光谱选择性反射膜的玻璃作为线性菲涅尔式聚光系统中的二次聚光器窗口,设计了新型二次聚光器。光谱选择性反射玻璃有效阻挡了集热管的热辐射,使聚光器辐射热损失降低约66%。

摘要：有机太阳能电池(OSCs)由于成本低、重量轻、可大面积制备等优点,已经显示出了巨大的前景。尤其是非富勒烯有机太阳能电池(NF-OSCs)的功率转换效率已超过18%。界面工程在不仅在提高器件效率,而且在器件稳定性方面也起着重要作用。有效的界面修饰可以改善载流子传输和收集效率。因此,对界面工程的研究是OSCs发展的重要途径。本文主要综述了NF-OSCs界面工程的最新研究进展,为之后界面材料的设计和改性提供方法指导。

摘要：为了分析复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Collector,CPC)的几何光学效率及影响因素,为线性菲涅尔式聚光系统的优化设计和实际应用提供理论依据。根据用于线性菲涅尔式聚光系统的CPC特点,在Matlab软件中建立模型并进行光线跟踪计算其几何光学效率。利用TracePro软件对几何光学效率模型进行验证。最后,采用该模型分析吸热管外径公差、吸热管位置偏移和线型误差对CPC几何光学效率的影响。结果表明间隙为32.5 mm、接收半角为55°、截取比为0.3的CPC配合外径为70 mm的吸热管,当吸热管外径公差小于-0.4 mm、水平方向存在偏移、垂直方向存在正偏移或线型轮廓增大等因素时,其平均几何光学效率迅速减小。实际应用中应尽可能避免以上因素,或者设计时减小CPC入射角的范围,从而降低对CPC平均几何光学效率的影响。