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菲涅耳聚光下半导体温差发电组件性能研究

许强强 季旭 李明 刘佳星 李海丽

菲涅耳聚光下半导体温差发电组件性能研究

许强强, 季旭, 李明, 刘佳星, 李海丽
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  • 采用菲涅耳透镜汇聚太阳辐射,提高半导体温差发电组件的热端温度,冷端利用散热片进行散热.从热流密度的角度建立了半导体温差发电片理论分析模型,实验基于稳态的条件下,忽略冷热端之间以及电臂间的空气对流和辐射,研究菲涅耳聚光下半导体温差发电组件的性能,推导出了半导体温差发电片的温度梯度dT/dx关系式,获得了输出电流、输出功率及热电转换效率的表达式.研究表明:随着电阻比率a(RL/R)的增大,半导体温差发电器件的输出电流I减小,输出功率P和转换效率he先增大后减小,且在a=1时,其输出功率和转换效率最高.随着温差比率b(T/TH2)的增大,无论a取何值,其输出功率P和转换效率he均增大.实验研究中,半导体温差发电片应偏离菲涅耳透镜焦平面一定距离以获得较好输出特性.通过温差发电片的不同串并联组件可获得相应输出电压.
      通信作者: 季旭, jixu@ynnu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51106134)和2014年国家级大学生创新创业训练计划(批准号:201410681005)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-19
  • 修回日期:  2016-08-29
  • 刊出日期:  2016-12-05

菲涅耳聚光下半导体温差发电组件性能研究

  • 1. 云南师范大学能源与环境科学学院, 教育部可再生能源材料制备与先进技术重点实验室, 昆明 650500
  • 通信作者: 季旭, jixu@ynnu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51106134)和2014年国家级大学生创新创业训练计划(批准号:201410681005)资助的课题.

摘要: 采用菲涅耳透镜汇聚太阳辐射,提高半导体温差发电组件的热端温度,冷端利用散热片进行散热.从热流密度的角度建立了半导体温差发电片理论分析模型,实验基于稳态的条件下,忽略冷热端之间以及电臂间的空气对流和辐射,研究菲涅耳聚光下半导体温差发电组件的性能,推导出了半导体温差发电片的温度梯度dT/dx关系式,获得了输出电流、输出功率及热电转换效率的表达式.研究表明:随着电阻比率a(RL/R)的增大,半导体温差发电器件的输出电流I减小,输出功率P和转换效率he先增大后减小,且在a=1时,其输出功率和转换效率最高.随着温差比率b(T/TH2)的增大,无论a取何值,其输出功率P和转换效率he均增大.实验研究中,半导体温差发电片应偏离菲涅耳透镜焦平面一定距离以获得较好输出特性.通过温差发电片的不同串并联组件可获得相应输出电压.

English Abstract

参考文献 (25)

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