硅片光电转化效率完整数据

一文看懂光电转化效率计算方法

一文看懂光电转化效率计算方法 光电转化效率简介光电转化效率，即入射单色光子-电子转化效率（monochromaticincidentphoton-to-electronconversionefficiency，用缩写IPCE表示），定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比。 光电转化效率的公式从电流产生的过程考虑，IPCE与光捕获效率（lightharvestingefficiency）LHE（l）、电子注入量子效率finj及注入电子在纳米晶膜与导电玻璃的后接触面（backcontact）上的收集效率fc三部分相关。见公式： IPCE（l）=LHE（l）′finj′fc=LHE（l）′f（l） 其中finj′fc可以看作量子效率f（l）。由于0￡LHE（l）￡1，所以对于同一体系，IPCE （l）￡f（l）。两者相比，IPCE（l）能更好地表示电池对太阳光的利用程度，因为f（l）只考虑了被吸收光的光电转化，而IPCE（l）既考虑了被吸收光的光电转化又考虑了光的吸收程度。譬如，若某电极的光捕获效率为1%，而实验测得量子效率f（l）为90%，但其IPCE（l）只有0.9%。作为太阳能电池，必须考虑所有入射光的利用，所以用IPCE（l）表示其光电转化效率更合理；作为LB膜或自组装膜敏化平板电极的研究主要用来筛选染料而不太注重光捕获效率，所以常用f（l）表示光电转化效果。在染料敏化太阳能电池中，IPCE（l）与入射光波长之间的关系曲线为光电流工作谱。 太阳能电池板转换效率计算公式光照强度—以AM1.5为标准，即1000W/m2 暗电流比例—Irev》6电池片所占比例 低效片比例—P156Eff《14.5%电池片所占比例 太阳能电池片功率计算公式 电池片制造商在产品规格表中会给出标准测试条件下的太阳电池性能参数：一般包括有短路电流Isc;开路电压V oc;最大功率点电压Vap;最大功率点电流Iap;最大功率Pmpp;转换效率Eff等。标准测试条件下，最大功率Pmpp与转换效率之间有如下关系：

什么是光电转化效率

光电转化效率(IPCE) 光电转化效率,即入射单色光子-电子转化效率(monochromatic incident photon-to-el ectron conversion efficiency，用缩写IPCE表示)，定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比.其数学表达式见公式：IPCE= 1240 Isc / (l Pin) 其中Isc、l和Pin所使用的单位分别为μA cm-2 、nm和W m-2。 从电流产生的过程考虑，IPCE与光捕获效率(light harvesting efficiency) LHE (l)、电子注入量子效率finj及注入电子在纳米晶膜与导电玻璃的后接触面(back cont act)上的收集效率fc三部分相关。见公式： IPCE (l) = LHE (l) ′ finj ′ fc= LHE (l) ′ f(l) 其中finj′fc可以看作量子效率f (l)。由于0 ￡LHE (l) ￡1，所以对于同一体系, IPCE (l) ￡ f (l)。两者相比，IPCE (l)能更好地表示电池对太阳光的利用程度,因为f (l)只考虑了被吸收光的光电转化,而IPCE (l) 既考虑了被吸收光的光电转化又考虑了光的吸收程度。譬如，若某电极的光捕获效率为1%，而实验测得量子效率 f (l) 为90%，但其IPCE (l) 只有0.9%。作为太阳能电池，必须考虑所有入射光的利用，所以用IPCE (l) 表示其光电转化效率更合理；作为LB膜或自组装膜敏化平板电极的研究主要用来筛选染料而不太注重光捕获效率，所以常用f (l)表示光电转化效果。在染料敏化太阳能电池中，IPCE (l) 与入射光波长之间的关系曲线为光电流工作谱。 太阳能光伏行业： 太阳能电池的IPCE是指太阳能电池的电荷载流子数目与照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。因此，太阳能电池的IPCE与太阳能电池对照射在太阳能电池表面的各个波长的光的响应有关。太阳能电池的IPCE与光的波长或者能量有关。如果对于一定的波长，太阳能电池完全吸收了所有的光子，并且我们搜集到由此产生的少数载流子（例如，电子在P型材料上），那么太阳能电池在此波长的IPCE 为1。对于能量低于能带隙的光子，太阳能电池的IPCE为0。理想中的太阳能电池的IPCE是一个正方形，也就是说，对于测试的各个波长的太阳能电池IPCE是一个常数。但是，绝大多数太阳能电池的IPCE会由于再结合效应而降低，这里的电荷载流子不能流到外部电路中。用稍微专业点的术语来说的话，综合器件的厚度和入射光子规范的数目来说，太阳能电池的量子效率可以被看作是太阳能电池对单一波长的光的吸收能力。 太阳能电池的IPCE通过用波长可调的单色光照射太阳能电池，同时测量太阳能电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流,从而得到太阳能电池的IPCE。通常太阳能电池IPCE的测试需要由宽带光源、单色仪、信号放大模块、光强校准模块、计算机控制和数据采集处理模块组成。[1] 参考资料 1.

太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率

太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳 能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池 板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得 这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输 出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单 晶硅太阳能电池还略好。

光伏系统以及提高光伏系统光电转化效率的方法与相关技术

本技术公开了光伏系统以及提高光伏系统光电转化效率的方法。其中，光伏系统包括安装场地、光伏组件以及辐射制冷层，辐射制冷层至少部分地覆盖安装场地的表面，光伏组件设于安装场地内，辐射制冷层适于反射太阳光中的至少部分光线，并能够以红外辐射的方式将安装场地内的热量通过大气窗口向太空发射。本技术的辐射制冷层一方面反射太阳辐射以减少安装场地对热量的吸收，另一方面通过红外辐射的方式将安装场地的热量发射出，从而使安装场地形成相对于周围环境独立的“冷岛”，利用冷岛效应降低光伏组件周围环境的温度，使得设置在安装场地内的光伏组件可以在相对较低的环境温度下工作，有利于提高炎热天气下光伏组件的光电转化效率以及使用寿命。 权利要求书 1.一种光伏系统，其特征在于，包括安装场地、光伏组件以及辐射制冷层，所述辐射制冷层至少部分地覆盖所述安装场地的表面，使所述安装场地形成相对于周围环境独立的冷岛，所述光伏组件设于所述安装场地内，所述辐射制冷层适于反射太阳光中的至少部分光线，并能够以红外辐射的方式将所述安装场地内的热量通过大气窗口向太空发射，所述安装场地内所述光伏组件的安装面积不超过所述辐射制冷层表面积的75%。 2.根据权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述安装场地内所述光伏组件的安装面积不超过所述辐射制冷层表面积的50%。 3.根据权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述安装场地的表面包括混凝土地面、混凝土屋面、沥青地面、沥青屋面、混砖地面、混砖屋面、岩石地面、岩石屋面、琉璃瓦、彩钢瓦、粘土瓦中的一种或多种。 4.根据权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述光伏系统还包括安装支架，所述安装

支架用于安装、支撑所述光伏组件，所述安装支架包括固定底座，所述辐射制冷层还覆盖所述固定底座；所述光伏系统还包括逆变器，所述辐射制冷层还覆盖所述逆变器。 5.根据权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述光伏组件选自单面发电组件、双面发电组件中的一种或多种。 6.根据权利要求1-5任一所述的光伏系统，其特征在于，所述安装场地在所述辐射制冷 层的下方具有储冷空间，所述储冷空间为密闭腔体。 7.根据权利要求1-5任一所述的光伏系统，其特征在于，所述辐射制冷层为辐射制冷涂料形成的涂层，所述辐射制冷涂料包括颗粒填料以及辐射制冷功能树脂，所述颗粒填料分散于所述辐射制冷功能树脂中，所述辐射制冷层在7μm~14μm波段的红外发射率大于80%，所述辐射制冷层对太阳光的反射率大于80%。 8.一种提高光伏系统光电转化效率的方法，其特征在于，包括步骤：在用于安装光伏组 件的场地表面设置辐射制冷层，所述辐射制冷层适于反射太阳光中的至少部分光线，并能够以红外辐射的方式将所述安装场地内的热量通过大气窗口向太空发射。 9.根据权利要求8所述的提高光伏系统光电转化效率的方法，其特征在于，还包括步骤：在用于支撑所述光伏组件的安装支架表面和/或光伏系统的功能部件表面设置所述辐射制冷层，所述功能部件包括储能系统、控制系统、逆变器中的一种或多种。 10.根据权利要求8或9所述的提高光伏系统光电转化效率的方法，其特征在于，所述辐射制冷层由辐射制冷涂料干燥或固化形成。 技术说明书

能量转化效率专题

能量转化效率专题 一、能量转化效率计算（公式：能量转化效率=有效利用的能量÷总能量） 1、炉子的效率： 例题：用天然气灶烧水，燃烧0.5m 3 的天然气，使100kg 的水从20℃升高到70℃.已知水的比 热容c=4.2×103J/（kg ·℃）,天然气的热值q=7.0×107J/m 3 。求： (1)0.5m 3 天然气完全燃烧放出的热量Q 放。 （2）水吸收的热量Q 吸。 （3）燃气灶的效率η。 2、太阳能热水器的效率： 例题：某太阳能热水器的水箱接受太阳热辐射2.4×107 J,如果这些热量使水箱内50L 温度30℃的水，温度上升到57℃，求太阳能热水器的效率。 3、汽车的效率： 例题：泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在 车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km ，受到的阻力是3.0×103 N ，消耗燃油1.5×10－3m 3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m 3，热值q ＝4×107 J/kg ，求： （1）专用车牵引力所做的功。 （2）已知热机效率η＝W Q （式中W 为热机在某段时间内对外所做的功，Q 为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？ 4、电热水器的效率： 例题：标有“220V,1000W ”的电水壶内装有2kg 的水，正常工作10min ，使水温升高了50℃，求：（1）水吸收的热量是多少J ？ （2）电水壶消耗了多少J 的电能？ （3）此电水壶的效率是多少？

5、电动机车的效率： 电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青 睐。某型号电动自行车的主要技术参数如表所示。在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N 。若自行车以7m/s 的速度行驶了1min 则， ①此时自行车克服阻力做了多少功？ ②消耗了多少J 的电能？ ③电动自行车的效率多大？ 巩固练习： 1、天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为4×107 J ／m 3 。，完全燃烧0.05m 3 天然气可以放出多少J 的热量，这些热量若只有42％被水吸收，则可以使常温下5kg 的水温度上升多少℃。 [水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃)] 2、小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg 。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。 （1）若用这台热水器每天可将100kg 的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？ （2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg ？（液化石油气的热值是8.0×107 J/kg ） （3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条） 3、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光 照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h 内投射到1m 2 面积上的太阳能 求：（1）水在10h 内吸收的热量； （2）太阳能热水器的能量转化效率。 4、如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在1h 的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km ，消耗汽油6kg ．若已知该汽车发动机的功率（即 牵引力的功率）为23kW ，汽油的热值为4.6×107 J/kg ，g=10N/kg ．则 （1）该汽车克服阻力做的功是多少； （2）该汽车的牵引力是多少N （3）该汽车发动机的效率是多少。 5、随着“西气东输”，天然气进入扬州市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明家原来

初中物理专题复习能量转化中的效率计算

初中物理专题复习能量转化中的效率计算 能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2011年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。 1．锅炉的效率 例1．（2011鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg 的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求： （1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少? 解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。 答案：（1） （2） （3）锅炉的效率

2．柴油抽水机的效率 例2．（2011荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？ （3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？ 解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。 （1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h 内缓慢抬升4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。 （2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法 是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得到 。 （3）柴油抽水机的总功率应该用总能量除以时间计算，总能量就是柴油燃烧放出的热量，时间是2h，要注意把单位化成秒。 答案：（1）

能量转化中的效率计算

能量转化中的效率计算 能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2019年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。 1．锅炉的效率 例1．（2019鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg 的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求： （1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少? 解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。 答案：（1） （2） （3）锅炉的效率

2．柴油抽水机的效率 例2．（2019荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m 流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求： （1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？ （3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？ 解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。 （1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h内缓慢抬升 4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。 （2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得

光电转换电路的设计与优化

光电检测技术与应用课程设计 成绩评定表 设计课题：光电转换电路的设计与优化 学院名称：电气工程学院 专业班级：测控1002班 学生姓名：张春雨 学号：201048770221 指导教师：张晓辉 设计地点：31-518、E01-S304 设计时间：2013-06-24～2013-06-30 指导教师意见： 成绩: 签名：年月日

光电检测技术与应用课程设计 课程设计名称：光电转换电路的设计与优化 专业班级：测控1002班 学生姓名：张春雨 学号：201048770221 指导教师：张晓辉 课程设计地点：31-518 课程设计时间：2013-06-24～2013-06-30

光电转换电路的设计与优化 摘要： 通过对光电转换电路的前置放大及主放大电路设计的详细分析研究，给出了电路放大、滤波、降噪等优化处理方法．实现了将有用信号从噪声中分离并输出的目的．对光电转换电路从原理设计到最终制板过程中影响其性能参数及稳定性的因素进行了深入的探讨，提出了对电路器件选择、排列、布线以及降噪等方法的选择标准和依据．关键词：光电转换、前置放大、光电二极管 正文： 光电技术是将传统的光学技术与现代电子技术与计算机技术相结合的一种高新技术．以光电转换电路为核心的光电检测技术已经被广泛地应用到军事、工业、农业、环境科学、医疗和航天等诸多领域．所谓的光电转换是以光电二极管为基础器件，通过将照射于二极管上光通量的改变量转化为相应的光电流，再经过前置放大、主放大等后续电路进一步优化有用信号，最后实现与上位机与相应算法的连接．由此可见，任何光电检测系统中，光电转换电路的设计与优化都是重中之重，它性能的稳定以及相关参数的合理性将决定着整个检测系统的设计成败． 一、光电转换一前置放大电路的设计 光电二极管在受到光照时，会产生一个与照度成正比的小电流，因此是很好的光一电传感器．光电二极管可以在2种模式下工作，一是零

生物能量转换效率

生物能量转换效率 根据科技部发布的《全民节能减排手册》，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可节能约1.4千克标准煤，相应减排二氧化碳3.6千克。如果全国1.9亿台洗衣机都因此每月少用一次，那么每年可节能约26万吨标准煤，减排二氧化碳68.4万吨。 对于清洁衣服，很多白领和年轻人有着很高的要求，怕染色、怕交叉感染，所以常常一堆衣服要分两三次洗完。其实，这是一种不低碳的生活方式，专家表示，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可相应减排二氧化碳3.6千克。 读者王小姐说，冬天时，每个周六她都要花一个下午来洗衣服，贴身衣物、深色外衣、浅色外衣，至少要用洗衣机洗三次。“其实贴身衣物很小很薄，虽然衣服少，但是洗衣机不会偷懒，还是用那么多水和电，我总是觉得很浪费。现在天气暖和了，完全可以用手洗代替，不仅低碳，还更干净。”自从用手洗衣服后，王小姐说她每周的洗衣时间缩短了一个小时，而且用水量也明显减少了。“我发现洗衣服还挺累的，就当锻炼身体了！” 这里明显有个问题，科技部认为手洗是不用能量的！其实生物的能量转化效率是较低的。 一只鹰2千克要吃10千克小鸟能量传递效率2/10=20% 0.25千克小鸟要吃2千克昆虫能量传递效率0.25/2= 12.5% 100千克昆虫要吃1000千克绿色植物能量传递效率100/1000=10% 真正有用的质量只有： 20%×12.5%×10%=0.25% 而且，生物做功时，有用的质量变成机械能还要浪费大部分，分解一分子葡萄糖产生2870KJ能量，而只有1161KJ用于合成ATP，只有ATP中的能量才被用于生命活动，其余几乎都以热的形式散失了。算一算大约40%多吧。 这样看来，利用人的手工劳动以代替机器是得不偿失的。所以有经验的老板总是用机器代替工人，不会像科技部那样建议手洗代替机洗的。

提高原电池能量转换效率有效方法

《大学化学先修课》课程小论文 第十章小论文 题目：提高原电池能量转换效率有效方法 xxxxxxxxx xxxx 摘要： 提高原电池能量转换效率有效方法之一是利用盐桥，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。实验证明，对于双液锌铜原电池，使用盐桥后原电池的能量转化率可提高很多。 关键词：原电池能量转换效率盐桥双液原电池 正文： 课堂上，曾经讲过提高原电池能量转换效率有效方法之一是利用盐桥，盐桥常出现在原电池中，通常是由琼脂和饱和氯化钾或饱和硝酸钾溶液构成的。用来在两种溶液中转移离子。 [1] 盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高，两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥，故两个新界面上产生的液接电位稳定。又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等，故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等，从而使液接电位减至最小以至接近消除。盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触，可使由它连接的两溶液保持电中性。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。[2] 带有盐桥的原电池中负极没有和反应物溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而没有盐桥的原电池中的负极与反应物溶液直接接触，两者会发生置换反应，电子直接从还原剂转移给氧化剂，就没有电子通过外电路的定向移动，即没有形成电流，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。[3]实验证明，对于双液锌铜原电池，使用盐桥后原电池的能量转化率高达90.76%[4] 采用双液原电池是提高能量转换效率的有效办法。 如图所示，即为双液原电池。

太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率

太阳能电池板 太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相 同光照条件下的输出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。 ：

功率因数和转换效率的区别

功率因数和转换效率的区别 经常看到市场上有的电源宣称自己的转换效率高达99%，事实真的如此吗？主动PFC和被动PFC何差? 功率因数和转换效率分别是什么意思? 功率因数损失的电费谁为你来承担? 转换效率损失的电费又是谁为你来承担? 功率因数又叫PFC因数,大功率电源中一般都有PFC电路,市电是交流电,如果不整流成直流电,电脑是无法使用的,而功率因数就是将交流电整流成直流电的能力,这个过程是通过PFC 电路来实现的PFC电路分为主动式PFC(有源)和被动式PFC(无源)两种, 主动式PFC电路由高频电感、开关管和电容等元件构成，组成一个可以将输入电压提高的电路，从而减少电流在流向下级电路过程中的电能损耗。简单地说，主动式PFC电路就是一个升压器,具有体积小、重量轻、输入电压范围宽等优越的电气性能，通常它功率因数可达99％；被动式PFC结构相对简单，它利用电感线圈内部电流不能突变的原理调节电路中的电压及电流的相位差，使电流趋向于正弦化以提高功率因素。相对于主动式PFC电路，被动式PFC电路的功率因数要低得多，一般只有70-80％左右,同时被动PFC结构上和电感类似，在对电流和电压补偿的过程中，始终进行着充放电的过程，因而产生了磁性，最终会和周边的金属元件产生震动进而发出噪音。静音型PFC相当于两个非静音型PFC的叠加，达到震动互相抵消的目的。但是，在消除噪音的手段中，安装是否得当也是对静音效果影响较大的因素。在我们了解上述两种PFC结构后，那么我们在上面提到的

PFC因数究竟是什么呢? 其实电源的PFC因数表示的就是有多少电能被电源利用了(输入电源的实际能量／电网供给电源的能量) 对于主动式PFC电路来讲，功率因数可以达到99％的水平，而被动式PFC 电路只能达到上面所说的70-80％而已。通俗的说假如一款标称400W 的电源，电源需要输入200W电量时,如果它采用了主动式PFC电路，那么电网只需要拉202W(200/0.99)电力过来，几乎没有损失,而如果采用的是被动式PFC电路,那么电网需要拉250W(200/0.8)左右,损失了50W,也就是说PFC因数是影响一款电源的电能利用率的指标,但损失那50W我们用户是不需要付钱的,因为那归属于是电力局线路上损失,电力局是没有权力向你要钱的。电源转换效率:这个概念比PFC因数要复杂一些，电源本身是一个“供电器”，同时它又是一个“耗电器”。输入电源的能量并不能100％转化为供主机内各部件使用的有效能量，未被利用的电能转化为热量散发,这样就出现了一个转换效率的问题。我们可以用这个公式来解释电源转换效率：电源转换效率=电源为主机提供的即时输出功率／输入电源的即时功率×100％,一款电源的转换效率会由于其内在的变压电路、电流转换器以及功能电路都会有所不同，再加上自身的功率本来就不相同，所以不同的电源产品其电源的实际转换效率也会不同。另外，即使是同一款电源产品，在不同的工作状态下，其转换效率也是有变化的。由于电源的输入电压是额定的220V，而输出电压则有+12V、+5V、+3.3V不同的规范，这就表示电源里至少拥有三种不同的变压器，由于三种变压器的功耗不尽相同，就意味着+12V、+5V和+3.3V的电压输出其各自所对应的

光电转换器特性的研究

实验简介 传感器技术中很重要的一类称为光传感器。光传感器通常是指紫外到红外波长范围的传感器，其类型可分为量子探测器和热探测器两类。本实验将介绍常用的量子探测器或称光子探测器，它是利用材料的光电效应制作成的探测器，故也称为光电转换器。其主要参数有响应度（灵敏度）、光谱响应范围、响应时间和可探测的最小辐射功率等。 光电转换器件主要是利用光电效应将光信号转换成电信号。自光电效应发现至今，光电转换器件获得了突飞猛进的发展，目前各种光电转换器件已广泛地应用在各行各业。常用的光电效应转换器件有光敏电阻、光电倍增器、光电池、PIN 管、CCD等。 光电倍增器是把微弱的输入转换为电子，并使电子获得倍增的电真空器件。当光信号强度发生变化时，阴极发射的光电子数目相应变化，由于各倍增极的倍增因子基本上保持常数，所以阳极电流亦随光信号的变化而变化，此即光电倍增管的简单工作过程。由此可见，光电倍增管的性能主要由光阴极、倍增极及极间电压决定。光电阴极受强光照射后，由于发射电子的速率很高，光电阴极内部来不及重新补充电子，因此使光电倍增管的灵敏度下降。如果入射光强度太高，导致器件内电流太大，以至于电阴极和倍增极因发射二分解，就会造成光电倍增管的永久性波坏。因此，使用光电倍增管时，应避免强光直接入射。光电倍增管一般用来测弱光信号。 光电池是把光能直接变成电能的器件，可作为能源器件使用，如卫星上使用的太阳能电池。它也可作为光电子探测器件。 光电二极管有耗尽层光电二极管和雪崩光电二极管两种。半导体pn结区附近成为耗尽层，该层的两侧是相对高的空间电荷区，而耗尽层内通常情况下并不存在电子和空穴。只有当光照射pn结时才能使耗尽层内产生载流子（电子－空穴对），载流子被结内电场加速形成光电流。利用该原理制成的光电二极管称为耗尽层光电二极管。耗尽层光电二极管有pin层、pn层、金属－半导体型、异质型等

太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率

太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率 和输出功率 Prepared on 22 November 2020

太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳 能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池 板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电 流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可 以得这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输 出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲， 单晶硅太阳能电池还略好。

电动机的效率计算题(1)

电动机的效率计算题 一、分析 1.能量转化问题： 通电不转动的时候：电能转化成热能（纯电阻电路）W=Q 可以根据已知通过的电流和两端电压求出线圈的电阻R=U 0/I 0 通电转动的时候：电能转化为机械能和热能（非纯电阻电路） 电动机消耗的总功率：P=UI 消耗的热功率：P 热=I 2R 机械功率：P= UI- I 2R 2.例题分析 例： 一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V ， 电流为0.3A ；松开转轴，在线圈两端加电压为2V 时，电流为0.8A ，电动机正常工作。求： 该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多 分析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律 得电动机线圈内阻：r=I U =3.03.0Ω=1Ω，电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P 入=I 1·U l =0.8A ×2V=1.6W ，电动机的机械功率P 机=P 入一I 12·r=1.6W 一(0.8A)2×1Ω=0.96W 二、巩固练习 1.小明认为：电风扇工作时，电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能。 其中转化为机械能所做的功是 ，转化为内能所做的功是 (填“有用功”或“额外 功”)。为了粗略探测电风扇正常工作的电能转化效率，小明用一个铭牌上标有额定电压为U ， 但其他字迹不清的小型直流电风扇来进行实验，实验设计如下： (1)按右图所示连接好电路(图中○M 为电风扇)，闭合开关，叶片转动，移动变阻器滑片至 某一位置时，叶片刚好不转动，凑出此时电压表和电流表的示数分别为U 0、I 0，则线圈 导体的电阻为 ； (2)向 (填“左”或“右”)移动变阻器滑片，使电压表示数为额定电压U ，读出此时 电流表的示数为I ； (3)若忽略摩擦，只考虑线圈发热损耗，则电风扇正常工作时电能 转化效率的表达式η= (用测出的已知量表示)。 答案：有用功 额外功 (1) 0I U (2)左 (3)000UI IU UI - 2. （作业本复习题）小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能 量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其，不 转动，闭合开关后读出电流表的读数2A ；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表 的读数为0.6A ，则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（ ） A ．91% B ．70% C ．30% D ．9% 答案：B

各种发电方式效率的对比分析!

各种发电方式效率的对比分析 光电转换的效率平均在13%至18%。 传统风电机风能转换效率为47％,新型机组经试验测定可达80％以上 水力发电机的电能转换率应该在75%左右 汽油发电机的效率一般在85%---95%之间 水头为60/1.414米，流量按管内截面积X流速（2米/秒）估算(立米/秒)，小水轮机效率70%，小发电机效率80%。发电机功率KW=9.81X水头X流量X水机效率X电机效率。自已算吧。 在标准日照条件(1000瓦/平方米)下，1平方米的太阳能电池板上输出的电功率为130至180瓦，光电转换的效率平均在13%至18%。 如果落差H=10米，管子的内径是10厘米，设想流速是5米/秒，则 流量Q=V（3.14 D^2/4)=5*（3.14 *0.10^2/4) = 0.03925立方米/秒 水流功率 P = 9.8QH = 9.8*0.03925*10 = 3.85 千瓦， 考虑到水轮机和发电机的效率，发2千瓦的电吧！可供一个农户使用。 但如此小的水轮发电机恐怕买不到。 计算年光电电收入按照最低率来算 年日照率广州不足100小时及光电转换率10%即1千瓦乘以0.1等于100瓦等于0.1千瓦及上网电价0.2左右 即一平方米太阳能电池板一年发电量收入是0.1千瓦/小时*100小时*0.2元/度（千瓦/小时）=2元关键是面积和不稳定的日照率其它都稳定的 日照是指太阳在一地实际照射的时数。 在一给定时间，日照时数定义为太阳直接辐照度达到或超过120瓦·米-2（W·m-2）的那段时间总和，以小时（h）为单位，取一位小数。日照时数也称实照时数。 日照百分率=(日照时数/可照时数)×100%，取整数。 广州现在不足一百以往是231小时年青藏云南高原有的地区3500小时年 总结还是水利发电比较实在比较经济！ 如果是家庭发电也可以采用微风发电装置但效果不明显。 如果家庭发电有条件的情况下最直接最好的还是太阳能发电如在沿海地区的就风力发电最好，在海边的就浪波发电，看了上面的计算如海边的就最大利益了条件都存在有利益的就海浪发电大海中无时无刻的浪涛波动着发电简单设备也简单可以漂浮式发电装置再加个激光或微波传输能量器就可以了！

能源的转换与利用

第二章能源的转换与利用 第一节能量转换的基本原理 1 概述 从热力学的角度看，能量是物质运动的度量，运动是物质的存在的方式，因此一切物质都有能量。 2 能量守恒与转换定律 能量守恒和转换定律指出：“自然界的一切物质都具有能量；能量既不能创造，也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体；在能量转换与传递过程中，能量的总量恒定不变。” 热力学第一定律：能量守恒 系统的内能=系统吸收的热量+对系统做功 3 热力学第一定律 任何处于平衡态的热力学系统都有一个状态参数U（内能）。系统从一个平衡态变化到另一个平衡态时，内能等于系统吸收的热量和系统对外做功之和。 4 能量贬值原理 自然界进行的能量转换过程是有方向性的。 不需要外界帮助就能自动进行的过程称为自发过程，反之为非自发过程。自发过程都有一定的方向。 能量不仅有量的多少，还有质的高低。热力学第一定律只说明了能量在量上要守恒，并没有说明能量在“质”方面的高低。 水总是从高处向低处流动 气体总是从高压向低压膨胀 热量总是从高温物体向低温物体传递 热量传递有方向性 4 热力学第二定律的克劳修斯说法 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。 为了将热量从冷态输送到热态，您需要一个装置，例如热泵或冰箱，持续做功。 5 热力学第二定律的开尔文–普朗克说法 不可能从单一热源吸取热量使之完全转变成功而不产生其他影响。

热力学第二定律的实质就是能量贬值原理。 热力学第二定律深刻地指明了能量转换过程的方向、条件及限度。 6 能量转换的效率 根据能量贬值原理，不是每一种能量都可以连续地、完全地转换为任何一种其他形式的能量。 各种不同形式的能量，按其转换能力可分为三大类： （1）无限转换能（全部转换能），如电能、机械能、水能、风能、燃料储存的化学能等；（2）有限转换能（部分转换能），如热能、流动体系的总能； （3）非转换能（废能）。 在能量利用中热效率和经济性是非常重要的两个指标。 由于存在着耗散作用、不可逆过程以及可用能损失，在能量转换和传递过程中，各种热力循环、热力设备和能量利用装置的效率都不可能达到100%。 7 火电站的能量转换效率是多少？ Overall efficiency: 88% ×46% ×98% = 40% 第二节化学能转换为热能 1 概述 燃料燃烧是化学能转换为热能的最主要方式。 能在空气中燃烧的物质称为可燃物，但不能把所有的可燃物都称作燃料（如米和沙糖之类的食品）。 所谓燃料，就是能在空气中容易燃烧并释放出大量热能的气体、液体或固体物质，是能在经济上值得利用其发热量的物质的总称。 燃料通常按形态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。 天然的固体燃料有煤炭和木材；人工的固体燃料有焦炭、型煤、木炭等。其中煤炭应用最为普遍，是我国最基本的能源。 天然的液体燃料有石油（原油）；人工的液体燃料有汽油、煤油、柴油、重油等。 天然的气体燃料有天然气，人工的气体燃料则有焦炉煤气、高炉煤气、水煤气和液化石油气等。

光电转换原理

光纤系统光接收部分光电转换原理 光接收机是光纤通信系统的重要组成部分，其作用是将来自光纤的光信号转换成电信号，恢复光载波所携带的原信号。图4.3.1-8给出了数字光接收机的组成框图。 1.光检测器 光电检测器是光接收机的第一个关键部件，其作用是将由光纤传送来的光信号转换成电信号。光电检测器主要有PIN光电二极管和雪崩光电二极管APD两种。PIN管使用简单，只需10~20V 的反向偏压，但PIN管没有增益。APD管具有10~200倍的增益，可以提高光接收机的灵敏度，但需要几十伏以上的偏压，增益特性受温度的影响较严重 2、前置放大器 经光电检测器检测到的微弱的信号电流，流经负载电阻建立起信号电压后，由前置放大器进行预放大。除光电检测器性能优劣影响光接收机的灵敏度之外，前置放大器对光接收机的灵敏度有十分重要的影响。为此，前置放大器必须是低噪声、宽频带的放大器。 3.主放大器 主放大器用来提供高的增益，将前置放大器的输出信号放大到适合判决电路所需的电平。前置放大器的输出信号电平一般为mV量级，而主放大器的输出信号电平一般为1~3V。 4、均衡器 光在光纤中传输时，由于将受到色散的影响，信号将发生畸变与展宽，使码元间相互影响，出现误码。均衡器的作用是对主放大器输出的失真的数字脉冲信号进行整形，使之成为最有利于判决、码间干扰最小的波形，通常为升余弦波 5、判决再生与定时提取

判决即是用一判决电平与均衡器输出信号进行比较，当在判决时刻输出的电压信号比判决电平高，则判断为“1”码，否则判断为“0”码。这样，可在判决再生电路的输出端得到一个和发送端发出的数字脉冲信号基本是一致由矩形脉冲组成的数字脉冲序列。为了精确地确定“判决时刻”，就需要从信号码流中提取准确的定时信息用来标定，以保证和发送端一致。这个工作由“定时提取”电路来完成。 6、峰值检波器与AGC放大器 将由升余弦波组成的数字脉冲信号取出一部分送到峰值检波器进行检波，检波后的直流信号再送到AGC放大器进行比较放大，产生一个AGC电压。用该电压一方面去控制光电检测器（APD管）的反向偏置电压，另一方面送到主放大器去调整主放大器的工作点，以控制主放大器的增益，从而使均衡器输出幅度稳定的升余弦波，保证码元判决的正确性。 一、时分复用系统 时分复用（Time Division Multiplexing，TDM），是将不同信道的信号在时间上交二、波分复用系统 单模光纤具有非常宽的带宽。在 1.3μm (1.25~1.35μm)波段和1.55μm(1.50~1.60μm)波段，都具有高达100nm的低损耗传输范围。另一方面，作为光源的半导体激光器的线宽已小于0.1nm，因此，在一根单模光纤中，可同时传输多个不同波长的信号。波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术正是基于这种思想，通过在一根单模光纤中传输多个信道信号，来大幅度增加通信容量的。 图4.3.2-2为一单向传输的WDM系统原理框图。 n个光发送机发送出由不同波长λ1 ，λ2，…λn承载的光信号，通过光复用器耦合到同一根单模光纤中，经过光纤传输到达接收端后，由解复用器将不同波长信号在空间上分开，分别进入各自的光接收机。对于长途通信，还需在传输光纤中加入中继器或光放大器，以补偿光信号的损耗。 随着1.55μm波段掺铒光纤放大器(EDFA)的商用化，可以利用EDFA对传送的光信号进行放大，实现超长距离无电再生中继传输，WDM系统得到了极其广泛的应用。在1.55μm波段传送多路信道信号，这些信道波长间隔非常窄，且共享一个EDFA，将这种信道密集的WDM 系统称为密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）系统。 1. 复用器/解复用器 波分复用系统的核心部件是波分复用器件，即复用器和解复用器（也称合波器与分波器）。这里介绍闪烁光栅波分复用器。