基于TracePro的LED太阳能电池优化设计.docx

引言

近年来，随着电子技术的快速进步，越来越多的电子设备正在向着轻薄化、柔性化和可穿戴的方向发展。全球可穿戴设备出货量为3.1亿台，比之前增长16.7%，市场规模庞大。而随着消费升级及AI、VR、AR等技术的逐渐普及，可穿戴设备已从过去的单一功能迈向多功能，同时具有更加便携、实用等特点。智能可穿戴设备在医疗保健、导航、社交网络、商务和媒体等许多领域有众多可开发应用，并能通过不同场景的应用给未来生活带来改变。

目前市场上主要的可穿戴产品形态各异，主要包括智能眼镜、智能手表、智能手环、意念控制、健康穿戴、体感控制、物品追踪等。其中，医疗卫生、信息娱乐、运动健康是热点；产品功能方面，互联（NFC、Wifi、蓝牙、无线）、人机接口（语音、体感）、传感（骨传感、人脸识别、地理定位、各类传感器）是该类产品必不可少的功能。

智能可穿戴设备包括,曲面屏手机智能手表、智能手环、3D眼镜等，其中，智能手表是炙手可热的数码产品，可将手表内置智能化系统、搭载智能手机系统而连接于网络而实现多功能，能同步手机中的电话、短信、邮件、照片、音乐等。

而制约柔性智能穿戴设备发展的关键因素有两点，电池技术，柔性技术。

传统的燃料能源正在一天天减少，可再生资源，太阳能、风能、水能、地热能等是全球关注、重视，利用起来，其中太阳能的发展势头最猛，太阳能资源丰富、分布广泛，是21世纪最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，\o太阳能光伏发电太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。在此背景下，全球\o光伏发电光伏发电产业增长迅猛，产业规模不断扩大，产品成本持续下降。我国\o光伏光伏发电产业也得到迅速发展，已成为我国为数不多的、可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的行业。

第1章课题整体框架 1

1.1课题任务 1

1.2课题要求 1

1.3研究意义 1

第2章TracePro软件简介 2

2.1TracePro简介 2

第3章设计分析 4

3.1太阳能电池片组成部分 4

3.2组件材料选择 4

3.2.1玻璃 4

3.2.2缓冲垫 4

3.2.3电池片组 4

3.2.4背板 4

3.3设计思路分析 4

3.4电池片组建模及分析 4

3.4.1电池片组建模 4

3.4.2光源设定 4

3.4.3裸电池片光学模拟及结果 4

3.5电池片封装建模及分析 4

3.5.1背板建模及参数设置 4

3.5.2缓冲垫1建模及参数设置 4

3.5.3缓冲垫2建模及参数设置 4

3.5.4玻璃建模及参数设置 4

3.5.5电池片组件封装光学模拟及结果 4

第4章原因分析及修改方案制定 4

4.1原因分析 4

4.2不同方案设计及结果 4

4.2.1方案一 4

4.2.2方案二 4

4.2.3方案三 4

4.2.4方案四 4

4.3方案分析总结 4

第5章总结 28

参考文献 29

致谢 30

附录 31

1.1课题任务

随着科技的发展，柔性智能穿戴设备已经逐步普及，其便携、科技感，环保，体积小等优点，使其市场应用前景很大，发展趋势势不可挡。而制约柔性穿戴设备发展的主要因素之一为电池，本论文将用TracePro软件设计优化提升太阳能电池片的光利用率，使光利用率最少增加10%以上。

1.2课题要求

对比分析裸电池片和封装电池片的光效，以及优化提升使光利用率最少增加10%以上。

1.3研究意义

太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长，利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，太阳能电池板应运而生，太阳能电池片是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，只要被光照到，瞬间就可输出电压及电流。

在太阳能电池片应用中，柔性穿戴设备的应用越来越多。太阳能电池片的关键点因素在于光利用率，因此对提高太阳能光利用率具有重要的意义。随着电脑的普及和光学设计软件功能的逐步完善，使很多设计变成了可能，这也有效的推动了太阳能电池的进一步发展。本文借助光学设计软件Tracepro，采用不同材料，不同结构，来提升光利用率，通过软件模拟仿真优化设计。

2.1仿真软件简介

TracePro是美国LambdaResearchCo．所开发的一套光学仿真软件，是一套普遍用于照明系统、光学分析、辐射度分析及光度分析的光学仿真软件。与其它的光学设计软件相比，TracePro既具有真实立体模型的建模方法，又兼具