热光伏发电原理与设计PDF电子书下载

第一章 导论 1

1.1 热光伏发电的重要性 1

1.1.1 能源方面 1

1.1.2 技术方面 1

1.2 太阳能光伏和热光伏电池转换效率对比 2

1.2.1 太阳能光伏发电 2

1.2.2 热光伏 3

1.3 热光伏系统文献 5

1.4 发展历史 5

1.5 通用型热光伏系统的能量平衡和效率 7

第一部分 单个组件 17

第二章 辐射器（发射器） 17

2.1 概述 17

2.2 辐射器的热稳定性 17

2.3 宽频陶瓷辐射器 19

2.3.1 氧化物基陶瓷 20

2.3.2 非氧化物基陶瓷 20

2.4 基于过渡金属氧化物的选择性辐射器 21

2.4.1 f-过渡金属氧化物 22

2.4.2 d-过渡金属氧化物 22

2.4.3 光学厚辐射器 22

2.4.4 光学薄辐射器 24

2.5 金属辐射器 25

2.5.1 材料选择 25

2.5.2 微结构和纳米结构 27

2.6 其他新型辐射器材料和理念 28

2.7 总结 28

第三章 滤波器 37

3.1 概述 37

3.2 腔体内的绝缘体材料（隔热罩） 39

3.2.1 晶体材料 40

3.2.2 非晶材料（玻璃） 41

3.3 频率选择表面（FSS）滤波器 44

3.4 透明导电氧化物（TCO）滤波器 45

3.5 全介质滤波器 46

3.6 金属-介质滤波器 47

3.7 复合介质-TCO滤波器 47

3.8 其他滤波器概念 48

3.9 总结 48

第四章 光伏电池 57

4.1 概述 57

4.2 光伏电池理论 57

4.2.1 伏安特性 58

4.2.2 暗饱和电流密度 59

4.2.3 收集效率 61

4.2.4 电压因子 62

4.2.5 填充因子 63

4.2.6 理想的光伏电池相关效率 65

4.3 制造技术和外延生长 66

4.4 光伏电池的光谱控制设计 68

4.4.1 前表面滤波器（FSFs） 68

4.4.2 背反射器（BSRs）和埋层反射器 68

4.5 Ⅳ族半导体 69

4.5.1 硅（Si） 69

4.5.2 锗（Ge） 69

4.5.3 硅-锗（SiGe） 70

4.6 Ⅲ-Ⅴ族半导体 70

4.6.1 锑化镓（GaSb） 70

4.6.2 铟镓砷（InGaAs） 72

4.6.3 锑砷化铟镓（InGaAsSb） 73

4.7 其他材料与方面 73

4.7.1 串联电池 73

4.7.2 可供选择的半导体，电池设计和概念 74

4.7.3 光伏电池效率的测试 76

4.7.4 光伏电池冷却 76

4.7.5 辅助电子元件 77

4.8 总结 77

第二部分 系统 95

第五章 热传递理论和系统建模 95

5.1 概述 95

5.2 热传导 96

5.3 对流热传递 97

5.4 辐射 98

5.4.1 辐射的吸收 98

5.4.2 辐射的发射 99

5.4.3 表面的辐射相互作用 101

5.4.4 热光伏空腔内的辐射传热 102

5.4.5 参与介质的辐射传热 103

5.4.6 折射率增强的辐射传热 105

5.5 复合传热模式 105

5.6 总结 106

第六章 空腔设计和光学控制 111

6.1 概述 111

6.2 最终效率和功率密度（上限） 112

6.2.1 太阳能光伏转换 112

6.2.2 未采用光谱控制的热光伏转换系统 113

6.2.3 采用光谱控制的热光伏转换系统 114

6.2.4 小 结 118

6.3 热光伏空腔的布置 119

6.3.1 镜面使用最小化结构 120

6.3.2 配备镜面的管状与平面结构 121

6.3.3 空腔内的准直仪和聚光器 122

6.3.4 通过电介质中全内反射实现辐射引导 123

6.4 隔热设计 123

6.4.1 隔热材料 123

6.4.2 反射隔热设计 125

6.5 热光伏相关的新概念 126

6.5.1 热光子 126

6.5.2 介电光子聚光 127

6.5.3 微型发电机 128

6.5.4 黑体泵浦激光 129

6.5.5 热光伏与其他转换器级联 129

6.6 总结 130

第七章 其他发电技术评述 143

7.1 概述 143

7.2 热机发电机 143

7.2.1 内燃发电机 144

7.2.2 外燃发电机 145

7.3 电化学电池 145

7.3.1 一次性电池和蓄电池（电池） 145

7.3.2 第三代电池（燃料电池） 147

7.4 热-电直接转换器 148

7.4.1 热电式转换器 149

7.4.2 碱金属热-电转换器（AMTEC） 150

7.4.3 热离子转换器 152

7.5 太阳能光伏电池系统 153

7.6 热光伏的总结、讨论和比较 153

第八章 热光伏发电机的应用 163

8.1 概述 163

8.1.1 热 源 163

8.1.2 热光伏应用的文献 163

8.1.3 应用评估的假设 165

8.2 核能发电机 169

8.2.1 核热源 169

8.2.2 核能的应用 169

8.3 太阳能发电机 170

8.3.1 太阳能热源 170

8.3.2 太阳能的应用 173

8.4 燃烧发电机 176

8.4.1 燃烧热源 176

8.4.2 燃烧应用：便携式电源 181

8.4.3 燃烧应用：不间断电源 182

8.4.4 燃烧应用：远程供电 183

8.4.5 燃烧应用：交通部门 186

8.4.6 燃烧应用：热电联产 189

8.5 余热回收发电机 194

8.5.1 余热来源 194

8.5.2 余热应用：自供电加热 194

8.5.3 余热应用：工业高温过程 196

8.6 总结 199