Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/2963
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dc.contributor裴靜偉zh_TW
dc.contributorZingway Peien_US
dc.contributor李昌駿zh_TW
dc.contributorChang-Jun Lien_US
dc.contributor.advisor張書通zh_TW
dc.contributor.advisorShu-Tong Changen_US
dc.contributor.author張志偉zh_TW
dc.contributor.authorChang, Chih-Weien_US
dc.contributor.other中興大學zh_TW
dc.date2012zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T05:24:40Z-
dc.date.available2014-06-06T05:24:40Z-
dc.identifierU0005-1608201116154100zh_TW
dc.identifier.citation[1]鍾允昇,「國內太陽光電設備產業現況與挑戰」,314期,機械工業雜誌,7-13,2009。 [2] PVNET, Solar_roadmap_for_PV. [3]黃惠良主編,「太陽電池」,五南出版社,2008。 [4]張耀升,「太陽電池模組製造與應用技術」,立碁光能股份有限公司。 [5]H. F. Sterling and R. C. G. Swann, “Chemical vapor deposition promoted by r.f. discharge,” Solid-State Electronics, vol.8, pp.653-654, 1965. [6]R. C. Chittick, J. H. Alexander, and H. F. Sterling, “The Preparation and Properties of Amorphous Silicon,” J. Electrochem.Sac., vol. 116, pp.77-81, 1969. [7]Y. -F. Alfred, ”Atomic Level Stress Tensor In Amorphous Silicon,” African Institute for Mathematical Sciences, 2006. [8]傅思維,「定光電流量測法在氫化矽薄膜特性的研究」,國立中央大學碩士論文,民國98年3月。 [9]吳泉毅,「矽薄膜太陽電池技術與市場應用」,綠能科技股份有限公司,2010. [10]K. Brecl and M. Topic, ”Simulation of losses in thin-film silicon modules for different configurations and front contacts,” Progress in Photovoltaics, vol. 16, pp. 479-488,2008. [11]劉用波,「應用IsSpice於太陽能模組系統之研究」,逢甲大學碩士論文,民國99年6月。 [12]王耀諄,邱國偉,「『部份遮蔽』對太陽能電池模組輸出特性之影響」,國立雲林科技大學電機工程研究所。 [13]K. H. Chao, C. J. Li, and S. H. Ho, ”Modeling and Fault Simulation of Photovoltaic Generation Systems Using Circuit-Based Model,” Institute for Combustion Science and Environment Technology, pp.1-5, 2008. [14]施仁親,陳震偉,「太陽光模擬器Solar Simulator」,314期,機械工業雜誌,2009。 [15]銀盛科技有限公司,取自:http://www.ys-solar.com/news_detail.asp?news_id=98. [16]NREL,美國能源部,日本產業技術總合研究所,IEK(2007/8). [17]First Solar;NREL;IEK(2007/8). [18]Prof.C.S.Solanki Energy Systems Engineering IIT Bombay, ”Solar Photovoltaic Technologies,”. [19]國立成功大學 太陽光電科技研究中心 ,取自:http://sotrc.cets.ncku.edu.tw/solar/index.php?option=com_content&view=article&id=67&Itemid=59 [20]Sharp, from http://www.sharp.net.au/product-archive/products/NUS0E3E/. [21]A. Aziz, K. Kassmi, F. Olivie, and A. Martinez, ”Symbolization of the electric diagram of the marketed solar panels in the Orcad- Pspice environment,” M.J.Condensed Mater, vol. 7, pp.1-4, 2006. [22]G.. T. Koishiyev and J.R. Sites, ”Impact of sheet resistance on 2-D modeling of thin-film solar cells,” Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 93, pp.350–354, 2009.zh_TW
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/2963-
dc.description.abstractCommercialized IC simulation software, HSpice, is applied to analyzing the equivalent circuits of solar cells and constructing monocrystalline silicon solar cell module, including SHARP NU-SOE3E and SP 75, amorphous silicon solar cell module, and amorphous/microcrystalline silicon stacked solar cell module. The solar cell system structure is further constructed on SP 75 monocrystalline silicon module for failure analyses. The simulated conditions follow STC (incident power 100mW/cm2, 25°C, and solar spectrum AM1.5) to observe the output of the solar cell module by changing the factors, like environment temperature, and further analyze the related physical factors. The parameters of circuit devices are moderately regulated to simulate the specifications of market modulus.en_US
dc.description.abstract在本篇論文中,使用商用IC模擬軟體HSpice分析太陽電池等效電路,建構單晶矽太陽電池模組(SHARP NU-SOE3E以及SP 75)、非晶矽太陽電池模組以及非晶矽/微晶矽層疊式太陽電池模組。在SP 75單晶矽模組上,更進一步建置太陽電池系統結構,並進行故障分析。模擬的環境條件依循STC(入射功率100mW/cm2、25°C以及AM1.5的太陽光譜),並藉由改變環境溫度等因素,觀察太陽電池模組的輸出變化情形並分析相關的物理因素,主要藉由適度的電路元件參數值(parameters of circuit devices)的調整,模擬市售模組(modulus)的基本規格參數。 關鍵字:太陽電池 Key word:solar cellzh_TW
dc.description.tableofcontents目錄 誌謝辭 I 中文摘要 II Abstract III 目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VII 第一章 簡介 - 1 - 1-1 研究背景與動機 - 1 - 1-2非晶矽材料(a-Si) - 4 - 1-2-1非晶矽材料結構 - 4 - 1-2-2非晶矽的吸收性質 - 4 - 第二章 文獻回顧 - 6 - 第三章 太陽電池原理介紹及模組化 - 7 - 3-1 太陽電池原理 - 7 - 3-1-1 太陽光譜 - 7 - 3-1-2 太陽電池的原理 - 8 - 3-1-3 太陽電池特性分析 - 11 - 3-2 薄膜太陽電池簡介 - 13 - 3-2-1 薄膜太陽電池技術概述 - 14 - 3-3 太陽電池模組系統 - 15 - 第四章 HSpice模擬軟體之應用 - 18 - 4-1 HSpice(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) - 18 - 4-1-1 HSpice模擬軟體簡介 - 18 - 4-1-2 HSpice在太陽電池模組系統上的應用 - 19 - 4-1-3 調變溫度 - 21 - 第五章 HSpice模擬單晶矽以及非晶矽模組 - 23 - 5-1 單晶矽太陽電池模組 - 23 - 5-2 市售太陽能模組SP 75平板 - 26 - 5-2-1 SP 75平板的模擬 - 26 - 5-2-1-1 溫度對SP 75模組平板的影響 - 28 - 5-2-1-2 以SP 75模組為單位進行陣列系統的HSpice模擬 - 30 - 5-2-1-3 並聯故障分析(PF analysis) - 32 - 5-3 非晶矽太陽電池模組 - 33 - 5-3-1 模組結構以及HSpice所建構的模型 - 34 - 5-3-1-1 一維等效電路模型 - 34 - 5-3-1-2 二維等效電路模型 - 35 - 5-3-2 HSpice模擬光伏模組 - 37 - 第六章 結論與未來工作 - 44 - 參考文獻 - 45 - 附錄A - 47 - 表目錄 表5.1 SHARP NU-SOE3E模組規格[20]。 - 24 - 表5.2 模擬SHARP NU-SOE3E (HSPICE的模擬參數)。 - 24 - 表5.3 以HSPICE模擬SHARP NU-SOE3E所得結果。 - 26 - 表5.4 SP 75的單元太陽電池HSpice模擬參數。 - 27 - 表5.5 模擬值與文獻值的比較[21]。 - 28 - 表5.6 太陽光電陣列系統的模擬結果。 - 32 - 表5.7 並聯損壞的電性比較。 - 33 - 表5.8 一維光伏模組模擬參數。 - 38 - 表5.9 HSpice模擬結果與文獻數據比較[10]。 - 39 - 表5.10 mismatch的參數設定。 - 40 - 表5.11 疊層太陽電池模擬參數。 - 41 - 表5.12 HSpice模擬結果與文獻數據比較[10]。 - 43 - 圖目錄 圖1.1 太陽電池年產量[1]。 - 1 - 圖1.2各類太陽電池的市佔率[2]。 - 2 - 圖1.3 矽晶太陽能電池結構簡圖[3]。 - 2 - 圖1.4 太陽電池模組化的流程[4]。 - 3 - 圖1.5 (a)二維結晶矽結構 (b)二維非晶矽結構[7]。 - 4 - 圖1.6 單晶矽、微晶矽以及非晶矽之吸收係數[8]。 - 5 - 圖1.7 (a)非晶、微晶於入射在地球表面之AM1.5太陽光譜強度分佈之光譜吸收範圍(b)a-Si/μc-Si疊層太陽電池[9]。 - 5 - 圖3.1 太陽光到達地表前的可能變化[14]。 - 7 - 圖3.2 太陽光不同的入射角及其空氣質量(Air Mass)。 - 8 - 圖3.3 太陽能量的光譜分佈[15]。 - 8 - 圖3.4 p-n接面微觀。 - 9 - 圖3.5 p-n接面能帶圖。 - 9 - 圖3.6 光電流的形成。 - 10 - 圖3.7 開路電壓的形成。………………………………………………………..- 10 - 圖3.8 太陽電池特性曲線。 - 11 - 圖3.9 太陽電池等效電路(a)理想(b)實際電路。 - 11 - 圖3.10 太陽電池的I-V特性曲線。 - 12 - 圖3.11 串並聯電阻對太陽電池特性的影響。 - 13 - 圖3.12 薄膜太陽電池使用的各類基板[16]。 - 14 - 圖3.13 矽薄膜太陽電池與矽晶圓鍍膜厚度之比較[16]。 - 14 - 圖3.14 (a)將材料接合於模組基板 (b)將獨立的cell接連[17]。 - 15 - 圖3.15 太陽電池的封裝程序[18]。 - 16 - 圖3.16 矽薄膜太陽電池標準模組[19]。 - 17 - 圖4.1 HSpice的操作介面。 - 18 - 圖4.2 HSpice的系統資料流程。 - 19 - 圖4.3 太陽電池的語法建構。…………………………………………………..- 19 - 圖4.4 子電路的架構。 - 20 - 圖4.5 基本的子電路連接。……………………………………………………..- 20 - 圖4.6 簡易的太陽電池模組輸出特性。 - 21 - 圖4.7 HSpice溫度設定語法。 - 21 - 圖5.1 SHARP NU-SOE3E單晶矽太陽能模組外觀。 - 23 - 圖5.2 SHARP NU-SOE3E模組I-V特性曲線模擬。 - 25 - 圖5.3 SHARP NU-SOE3E模組P-V特性曲線模擬。 - 25 - 圖5.4 SP 75太陽能模組平板[21]。 - 26 - 圖5.5 HSpice模擬SP 75的I-V特性。 - 27 - 圖5.6 HSpice模擬SP 75的P-V特性。 - 28 - 圖5.7 固定入射光功率100mW/cm2、變動不同溫度對I-V的影響。 - 29 - 圖5.8 固定入射光功率100mW/cm2、變動不同溫度對P-V的影響。 - 30 - 圖5.9 由SP 75太陽電池模組建置成的太陽光電陣列系統[13]。…………...- 30 - 圖5.10 以HSpice模擬太陽光電陣列系統的I-V特性。 - 31 - 圖5.11 以HSpice模擬太陽光電陣列系統的P-V特性。 - 31 - 圖5.12 並聯損壞(PF)對I-V的影響。 - 32 - 圖5.13 並聯損壞(PF)對P-V的影響。 - 33 - 圖5.14 非晶矽模組太陽電池結構[10]。 - 34 - 圖5.15 非晶矽光伏模組的等效電路模型[10]。 - 35 - 圖5.16 TCO鍍上金屬的光伏模組結構[10]。 - 36 - 圖5.17 模組子電路二維模型[10]。 - 36 - 圖5.18 光伏模組等效電路結構[22]。 - 37 - 圖5.19 Substrate(左)以及Superstrate(右)所建構的疊層光伏模組[10]。……- 37 - 圖5.20 非晶矽光伏模組模擬I-V曲線。 - 38 - 圖5.21 非晶矽光伏模組模擬P-V曲線。 - 39 - 圖5.22 疊層太陽電池等效電路。 - 40 - 圖5.23 不匹配的上下層太陽電池。 - 41 - 圖5.24 疊層光伏模組模擬I-V曲線。 - 42 - 圖5.25 疊層光伏模組模擬P-V曲線。 - 42 -zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher光電工程研究所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-1608201116154100en_US
dc.subjectsolar cellen_US
dc.subject太陽電池zh_TW
dc.title太陽電池元件與系統的模型與模擬zh_TW
dc.titleModeling and Simulation for Solar Cell Devices and Systemen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
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