Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Fotovoltaický jev, fotovoltaické články a jejich charakteristiky A5M13VSO-5.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Fotovoltaický jev, fotovoltaické články a jejich charakteristiky A5M13VSO-5."— Transkript prezentace:

1 Fotovoltaický jev, fotovoltaické články a jejich charakteristiky A5M13VSO-5

2 1. Absorbce světla a generace nosičů náboje Absorpce je způsobena interakcí světla s částicemi hmoty (elektrony a jádry) Je-li energie částice před interakcí W 1, po absorpci fotonu je energie W 1 + h interakce s mřížkou – nízkoenergetické fotony, následkem je zvýšení teploty interakce s volnými elektrony – zvýšení teploty interakce s vázanými elektrony - může dojít k uvolnění elektronu z vazby, vznik volných nosičů náboje

3 Generace volných nosičů náboje v materiálech s kovalentní vazbou Ve vzdálenosti x pod povrchem je generováno za jednotku času G tot párů elektron-díra Je-li koncentrace nerovnovážných nosičů  n, za jednotku čau rekombinuje R párů elektron-díra V ustáleném stavu je dynamická rovnováha

4 PN přechod heteropřechod (kontakt různých materiálů). struktura PIN Polovodičové fotovoltaické články Pro vytvoření potřebného rozdílu potenciálu je možno využít struktury s vestavěným elektrickým polem

5 Antireflexní vrstva Konstrukce článku musí zajistit Maximální generaci nosičů Minimální ztráty optické rekombinací elektrické

6 V-A charakteristika fotovoltaických článků Sériový odpor R S Paralelní odpor R p V-A charakteristika přechodu PN A ill – ozářená plocha A - celková plocha Napětí na článku U = U j - R s I

7 V-A charakteristika fotovoltaického článku a její důležité body Parametry U OC, I SC, U mp, I mp, P m = U mp I mp ( STC: 25°C, 1 kW/m 2, AM= 1,5) Činitel plnění účinnost článku Parametry závisejí na intenzitě dopadajícího záření

8 UU Pokud R p je vysoký Pokud Vliv parazitních odporů (R s a R p )

9 Sériový odpor ovlivňuje závislost účinnosti na intenzitě záření

10 10 I (A) U(m V) teplota (°C) P m (W) Vliv teploty na VA charakteristiku I 01 ~ Je proto Pro c-Si fotovoltaické články pokles U OC je okolo 0.4%/K R s roste s rostoucí teplotou R p klesá s rostoucí teplotou Činitel plnění FF a účinnost s rostoucí teplotou klesají K -1 V případě c-Si

11 11 FV článek (modul) s nízkým R s FV článek (modul) s vysokým R s Příklady závislostí účinnosti FV článku na teplotě a intenzitě dopadajícího záření (AM 1,5) krystalický Si modul CIS

12 12 Základní typy článků Krystalický Si Tenkovrstvé články CuInSe 2 amorfní křemík amorfní SiGe CdTe/CdS

13 13 Materiály a technologie pro fotovoltaické články

14 Výchozí materiál – Si typu P (solar grade- 6N) -průměr až 450 mm -hmotnost až 300 kg - multikrystalický Si bloky o hmotnosti až 250 kg jsou rozřezány na ingoty (hranoly) -monokrystalický Si Technologie fotovoltaických článků z krystalického křemíku

15 Rozřezání ingotu na destičky o tloušťce cca 200  m a hraně 100 až 200 mm Při řezání se ztrácí 40% (i více) materiálu (Si) Snižování spotřeby křemíku – snižování tloušťky Si destiček a prořezu V současné době se používají destičky o tloušťce 150  m

16 Výroba fotovoltaických článků (c-Si) textura povrchu leptáním difúze fosforu SiN(H) antireflexní vrstva a pasivace kontakty realizovány pomocí sítotisku (Ag a Al/Ag pasty)   17%   15%

17 FV článek……~0.5 V, ~30 mA/cm 2 Pro praktické použití je třeba články spojovat do série do modulů FV moduly musí být odolné proti vlhkosti, větru, dešti, krupobití (kroupy o průměru 25 mm), teplotním změnám (od -40 do +85°C) písku a mechanickému namáhání. Odolnost vůči napětí > 600 V Požadovaná životnost: 20 – 30 let Životnost modulů - doba do poklesu účinnosti na 80% původní hodnoty

18 18 Zjednodušený model modulu (řetězce) Sériově zapojené FV články: všemi články teče stejný proud Optimální situace: Všechny články mají stejný I mp Pokud články mají různý I mp, pracují mimo bod maximálního výkonu a účinost klesá

19 těsnění tvrzené sklo EVA FV článkykrycí folie (tedlar) Al rám Technologie modulů z c-Si pájení tvrzené skloEVA krycí folie (tedlar)

20 Provozní teplota FV článků a modulů Na zadní straně modulu je možno měřit teplotu modulu T mod NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) je definována jako teplota článků T c při teplotě okolí T a ´= 20°C. intenzitě slunečního záření G = 0.8 kWm −2 a rychlosti větru 1 ms −1. Provozní teplota FV článků v modulu závisí na teplotě okolí, intenzitě dopadajícího záření a na konstrukci modulu

21 Tenkovrstvé články CIS CdTe/CdS Amorfní Si Velmi důležitý je kontakt pomocí průhledného vodivého oxidu – TCO (SnO 2, ITO, ZnO) Nutný pro dosažení přijatelné hodnoty R s

22 Technologie tenkovrstvých článků Články z amorfního (mikrokrystalického) Si průhledný substrát (sklo) TCO a-Si:H p+ vrstva ( nm) a-Si:H nedotovaný ( 250 nm) a-Si:H n+ vrstva (20 nm) TCO (difúzní bariéra) Ag nebo Al depozice křemíku SiH 4 → Si + 2H 2.

23 Tandemové články dopadající záření W g1 > W g2 kov (kontakt)

24 Tenkovrstvé moduly na skleněném substrátu sklo TCO

25 Rozměr pracovní komory depozičního zařízení musí odpovídat rozměrům modulu (maximální dosažená plocha 5 m 2 )

26 Tenkovrstvé FV články na pružném substrátu „Roll to roll“ technologie Po rozčlenění pásu se jednotlivé články spojí do modulu a zapouzdří polymery   7%  7%

27 Vývoj podílu jednotlivých technologií na produkci PV modulů


Stáhnout ppt "Fotovoltaický jev, fotovoltaické články a jejich charakteristiky A5M13VSO-5."

Podobné prezentace


Reklamy Google