光伏太阳能热(PVT) 混合系统的目的是在比同时拥有光伏电池板和太阳能热系统的更小的区域内产生热量和电力。PVT 当前的设计是将太阳能电池板粘合到太阳能热系统上。PVT 的目的是使用太阳能热系统来冷却光伏电池以使其性能更好，因为太阳能电池会随着温度高于 25°C 而退化。然而，这意味着，与太阳能热系统相比，PVT 的热方面的效率明显较低（最大效率为 50%，而效率为 70+%）。
类型
有许多不同的 PVT 设计：
- 风冷或水冷
- 将光伏发电集成到吸收器或透明盖中
然而，所有这些都集中在改善太阳能电池和冷却剂之间的热传递以降低电池温度的方法上。最常见的设计是平板单通道 PVT。该设计具有太阳能电池和允许空气在面板下方流动的管道。其他设计包括用水、双程、集中器、建筑一体化和添加翅片。
评估 PVT 解决方案可能包括安装的倾斜度和全年的热量需求。在大多数情况下，需要控制进入光伏发电和热能系统的太阳能份额。
非晶硅PVT
光伏 光热混合发电 ( PVT )的概念已存在 30 多年。然而，由于光伏太阳能电池的效率较低，PV/T 在经济上不可行。在过去的十年中，PV/T 已经开始增长，这可以从国际能源协会 (IEA) 专门针对 PV/T 的任务 35 中看出。[1]
PV/T 系统背后的想法是用冷却剂（通常是水或空气）冷却光伏 (PV) 太阳能电池板，然后使用多余的热量来加热水箱或为房屋预热。应该注意的是，光伏太阳能电池的输出随着电池温度高于 STC 25°C 的增加而降低。[2]因此，PV/T 非常有趣，因为它将提高光伏电池的效率和使用率从电池发出的热量。还应该注意的是，太阳能热系统的吸收器喜欢热，因为冷却剂和吸收器的温差越大，传热就越大。因此，优化 PV/T 的设计并非易事。
通常，在 PV/T 系统中，吸收器是 PV，它会引起问题，因为 PV 电池喜欢冷，而吸收器喜欢热。目前的文献中，设计都是尽可能地冷却PV，而忽略了提高PV/T系统的太阳能集热部分的效率。[3]在这个研究项目中，正在设计一种光伏电池，它在热时工作得更好，从而优化 PV/T 系统的光伏和热部件。
选择的光伏材料是非晶硅，这是由于其特性。首先，非晶硅受到施泰布勒-朗斯基效应（SWE）的影响。当非晶硅暴露在阳光下时，会形成更多数量的复合，从而导致更高的缺陷密度，称为 SWE。这降低了电池的效率。材料越厚，复合的可能性就越大，这就是非晶硅电池厚度仅为 200-500 nm 的原因。但是，如果将电池在 150°C 下退火 4 小时，则可以将电池效率恢复到初始状态。电池在 25 C 下退火非常缓慢。[4]与所有电池一样，非晶硅的效率会随温度而降低，但非晶硅仅以 0.1%/C 的速度降低，这低于大多数其他电池。这成为 PVT 的主要选择。
也可以看看
有关 PVT 的文献综述：
有关 PVT 的论文：
参考
- ^ IEA SHC 任务 35“光伏/热太阳能系统”。http://www.pv-t.org/
- ^ 周TT. 应用能源 87 (2010) 365–379
- ^ SC Solanki 等人。应用能源 86 (2009) 2421–2428。
- ^ M. Shima 等人。太阳能材料与太阳能电池85（2005）167–175