 图3：常规电池片和双面高效电池片层压件的：a)吸收率光谱测试；b)对标准太阳光谱的能量吸收。 我们使用有限元分析软件ANSYS对两块层压件进行了模拟分析。由于层压件的厚度比另两个方向的尺寸小很多，为了保证单元质量，单元长度取一个较小的数值 0.1使其具有更密的网格。模拟过程中共有 38400 个 20 节点的六面体单元和 143370 个节点。在热传导方面设定了两块层压件的所有边界面与环境（空气）之间的对流换热，以及两块层压件的上表面受到太阳照射的热流，这两个边界条件都认为是恒定的，然后进行稳态分析。为了方便进行分析比较，整块层压件设定为单晶硅的热学及物理性能。所有的参数及模拟结果列于表1中。可以看出，采用不同的电池片制作的层压件在相同条件下具有不同的温度，这是由于不同的层压件在相同的辐照强度下加载于其表面的热流密度不同造成的，双面高效电池片层压件由于电池片没有金属铝背场的存在而对波长大于1100 nm的光谱范围有比较好的透过作用从而使得其具有较低的工作温度。 表1：常规单面电池片层压件和双面高效电池片层压件的性能参数以及ANSYS模拟结果。  3.3 不同结构电池片层压件的户外温度测量 为了验证模拟结果的准确性，我们在户外用热电偶分别测量了两块层压件的温度。由于天气条件的不可控性，所以具体的辐照强度以及风速都没有详细的数值。在测量过程中，两块层压件具有相同的摆放倾角，在两块层压件周围具有足够宽阔的空间以保证两块层压件测试环境的一致性。 图4是我们的测量结果。温度数据采用无纸记录仪对热电偶温度进行监控纪录，记录速度为每秒一次，图中数据的选取为一个小时内的平均值。可以明显看出在上午测量初，两块层压件随着太阳辐照强度的增加其温差逐渐增加，到正午12时至13时太阳辐照强度最高时达到最大的温差，此时常规的单面电池片层压件的温度比双面高效电池片层压件要高将近3℃，在下午继续测量的的过程中，随着太阳辐照强度的降低，两块层压件之间的温差也逐渐减小，最终在辐照量为零时两块层压件会具有与环境相同的温度。这充分证明了在相同的辐照强度情况下，由于不同结构电池片制备的层压件具有不同的光谱吸收而会导致层压件具有不同的工作温度。有金属铝背场的常规电池片层压件由于其铝背场对波长大于1100 nm范围内的光谱的吸收无法转化为光电流而产生热量，所以会具有更高的工作温度。  图4 户外环境下的常规单面电池片层压件和双面高效电池片层压件的温度测量。 |
