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有机硅幼知识-液浸聚光光伏中二甲基硅油的耐候性
起源:太阳能学报 作者:UU国际官网化工 颁布功夫:2023-07-14 16:23 阅读次数:4250
聚光光伏发电系统中,高光强的注入将导致高热量(通常入射光的 25% ~ 36%转化成电能)的产生,使得电池温度升高,而温度升高会大大降低电池的输出效能。因而必要对电池进行有效的冷却使用液浸冷却法为电池降温,即直接将太阳电池浸没在绝缘介质中使用,由流动的冷却液体将电池表表的热量带走,可达到有效冷却太阳电池的主张。但是聚光系统持久工作于户表,天然环境中的光、热、氧气以及雨雪风等无刻不在侵蚀系统的各个部门,光伏系统各部门要求有一致的使用寿命,预防因一处败坏而使整个系统瘫痪。为了保障光伏冷却系统的靠得住性运行,必要调查高和善强紫表线这两个重要成分对冷却介质的作用。

1、油性质的变动
1.1 过率变动
1)85℃中以尝试前硅油为参比液,各尝试后硅油为测试液,得到以下光谱透过率曲线。尝试功夫大于 800h 的硅油在300nm及以下波段透过率急剧降落。在调查功夫内由于硅电池对于400nm以前的光谱不响应,所以液浸于硅油中的硅电池人射光没有削减。由于320nm 之前光谱透过率降低即液体的吸收增长,所以削减了入射到电池上的无效光,从而降低电池温度。对于多结聚光电池光谱响应领域扩大到 300~1800nm,用此液体液浸可能会造成微量的入射光损失。
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2)150℃中尝试中无论硅油中是否有氧气以及是否有电池,在光谱大于 400nm 时透过率都没有降低;从400nm随着波长的降低透过率急速降落,到250nm处甚至只能达到10%。结合85℃尝试,可证明氧以及电池并没有增长硅油透过率的衰减,温度则是降低液体透过率的重要成分。耦合尝试后的液体降低的比 150℃少,比85℃多由于合尝试中液体的温杜纂 85℃靠近可得出紫表线可能推进硅油低波段光谱透过率的降低,且温度升高也能推进透过率的降低。
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3)紫表照射时,硅油在无电池参与时,氧的存在对硅油的透过率险些无影响,有电池时,氧的存在可能推进透过率的降低;无论有无氧存在,电池的存在可能很大水平地推进硅油在低波段光谱的降低,原因可能是高能量的紫表线光子引发了电池表表一些物质,溶入硅油引起了透过率的降低,且在有氧的存鄙人,这种作用越发强烈。耦合尝试紫表照射功夫(72h)比紫表尝试(120h)短,而耦合尝试后硅油透过率降落也比紫表尝试要幼。所以可知温度和紫表耦合对硅油性质变动没有显著述用。
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1.2 红表光谱测试
尝试后二甲基硅油特点峰的地位状态都没有变动,尤其是指纹区(指纹区为 1300~650cmˉ1),该区域出现的谱带重要是单键,各类化合物在结构上的微幼差距在指纹区城市得到反映的吸收峰险些沉合,只是强度稍有分歧,这是测试时参与样品量分歧造成的。图中尝试后3500cmˉ1左近的凸峰是测试时造作压片的 KBr 没有齐全干燥而引入的杂峰,2300cmˉ1左近的峰是Si-H特点峰应该是硅油和 KBr 中微量水形成的。所以,由红表光谱图尝试硅油的微观分子结构均未扭转。

1.3 电池个性变动
电池电机能测试
如图给出了尝试前后液浸电池电机能的变动。尝试前后电池开路电压和短路电流变动无法规且幅度都很幼,推算得V最大相对变动率为0.0421,最大相对变动率为0.034,可见尝试对电池的开路电压和短路电流险些没有影响,或者说影响很幼还不能精确检测K伎嫉娇赡艿牟馐晕蟛,可以为经过以上尝试硅电池的电机能没有衰降。这是由于硅油的化学性质不变,热不变性也较好,同时硅太阳电池自身也拥有很好的物理化学不变性,所以在本文所用尝试前提下电池机能没有显著扭转。
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2、理论分材
从两方面对二甲基硅油耐候性的尝试了局进行解析,其一是物质拥有的官能联结构,其二是物质拥有的化学键的键能。
硅油中没有活跃基团,所以化学性质很不变,没有生色团(在紫表和可见光区产生吸收带的基团为生色团,单一的生色团由双键或叁键系统组成)和助色团(自身没有生色职能,但当与生色团相连时,就会产生n一π共轭作用,加强生色团的生色能力,使生色团吸收波长向长波方向移动且吸收强度增长,如一0H、一0R、一NH,、一-NHR、一X 等),所以在紫表可见光区无吸收。尝试后硅油中也无生色团和助色团产生,因而尝试后硅油透过率降低的很少,且这部门降低很可能是电池表表物质的微量溶化造成的,而不是硅油自身的问题。
通常键能越高,化学不变性越高。二甲基硅油拥有良好的耐氧化不变性和耐气象老化性从结构上分析是这样的:因 Si和0的电负性(Si:1.74,O:3.50)差距大,故Si-O键能较大,Si-O靠近离子键与SiO2,组成的岩石结构类似这是作为 Si-O-Si链的聚有机硅氧烷拥有较好热不变性的沉要原因之一,且硅油分子中无双键,故不易被氧化遇氧和热不变。尝试中,硅油都阐发出了优良的耐受性。

3、结论
二甲基硅油是一种适合于液浸法冷却聚光系统的冷却介质。通过高温 85℃,150℃尝试紫表尝试以及温度紫表耦合尝试调查了发现:硅油拥有良好的耐候性,尝试后透过率降低很幼且集中在紫表区;性质不变极不容易产生化学反映;经过硅油液浸的硅电池电机能没有显著衰降,只是电池表表析出了少量物质。

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