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集中式光伏发电站—陆地上的蓝色海洋

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  大中型地面光伏电站的建设,可以大规模消化行业上游过剩产能,疏导新能源产业链,必定会成为产业政策的重点助推对象。全国各地重复性投资建设的光伏组件企业,产能严重过剩,特别是面临欧美设置的贸易壁垒,这种过剩尤为显得严重。总理说过,要稳住国际市场,启动国内市场,积极消化产能,淘汰落后,鼓励创新,赢得新优势。

  集中式光伏电站,集中式光伏电站主要利用大规模太阳能电池阵列把太阳能直接转换成直流电,通过防雷汇流箱和直流配电柜,把多路直流汇入到光伏逆变器,光伏逆变器把多路直流电变换成交流电,再通过交流配电柜、升压变压器和高压开关装置接入电网,向电网输送光伏电量,由电网统一调配向用户供电。集中式光伏电站不能直接接入电网,需要通过110KV升压站接入电网。  


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【原创文章】

当铁电材料与电极接触形成肖特基势垒时,界面处能带将会弯曲,光照下产生的电子空穴对将被电极附近局部电场驱动,产生的光电流很大程度是由肖特基势垒和耗尽层的深度决定。根据这一模型,在肖特基势垒内部所产生光生电压的大小依然局限于铁电材料的带隙,在研究铁电光伏效应的早期阶段肖特基效应所引起的电压常被忽略,是因为它远远低于大部分铁电晶体中的反常光生电压。但肖特基效应在铁电薄膜光伏器件中变得越来越重要,因为这些器件中的光伏电压输出通常比较小。

一般来说,由相同电极与铁电材料构成的具有三明治结构的铁电光伏器件中,肖特基势垒产生光电流的贡献是不存在的,因为由上下两个相同的电极与铁电材料所构成的两个肖特基结是背靠背的,相互遏制,因此所产生的光生电压和电流相抵消。然而,若采用不同类型的电极,可以实现具有垂直结构的铁电光伏器件中光伏效应的增强。由于肖特基结效应与铁电材料的极化方向无关,根据这一特点就可以区分肖特基结和体光伏效应对光电流的贡献。然而一些研究者认为,肖特基势垒的高度可以通过对铁电材料施加电场改变其极化方向来进行调控。并且,当肖特基势垒和铁电材料的极化方向发生转变的时候,光生电压的符号也随之发生转变。

例如,由 Au/BFO/Au 构成的具有垂直结构的铁电二极管中,光生电流及光生电压都随着极化方向的转变而转变。最初将 BFO 薄膜体光伏效应认为是产生这一现象的主要原因,但随后的研究表明,BFO 薄膜在极化过程中的肖特基势垒的改变主要是由于氧空位的迁移造成的,而当氧空位迁移在低温下被冻结时,光伏效应随着极化方向的转变不再发生转变。

对于处于极化状态的铁电薄膜而言,薄膜表面具有高浓度的极化电荷,如果不考虑屏蔽效应,这些高密度的极化电荷将会在铁电层内产生一个巨大的电场。以 BFO薄膜为例,其剩余极化强度约为 100μC·cm-2,未被屏蔽的极化电荷所产生的电场可达 3×1010V/m。

当铁电薄膜与金属或半导体接触时,剩余极化引起的表面电荷将会被金属或半导体中的自由电荷部分屏蔽。通常,表面电荷之所以不完全被屏蔽因为极化电荷和自由补偿电荷重心不重合,在整个铁电薄膜内部就产生电场,即退极化场。

退极化场可能很大,例如对于厚度为 10 ~ 30nm 的 BTO 薄膜而言,由 BTO 与 Sr Ru O3电极构成的三明治结构中的退极化场约为 45×106V/m。如此高的退极化场被认为是分离光生载流子的主要驱动力,同时也表明反常光伏效应与极化电荷的屏蔽程度密切相关。

屏蔽电荷的分布取决于铁电材料和金属 ( 或半导体 ) 的性质,例如剩余极化强度、自由电荷密度及介电常数等。另一方面未被屏蔽的极化电荷对退极化场的影响主要取决于铁电层的厚度:厚度小的铁电层结果退极化场大。

一般来说,半导体与铁电材料接触产生的退极化场比金属与铁电材料接触所产生的退极化场大,这是由于半导体材料具有较小的自由电荷密度和较大的介电常数,从而产生较弱的屏蔽效应。

 

 

 

 

 

 

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