Микроморфные солнечные батареи: Микроморфные солнечные модули Хевел | Солнечные батареи

Содержание

Микроморфные солнечные модули Хевел | Солнечные батареи

Компания «Энергии солнца» является эксклюзивным поставщиком микроморфных фотоэлектрических солнечных модулей в Краснодарском крае, изготовленных по тонкоплёночной технологии.

Эти модули производятся компанией ООО «Хевел» на производственных мощностях безусловного лидера этой отрасли, фирмы «Oerlikon Solar» (Швейцария).

Изобретение и внедрение принципиально нового по своему строению фотоэлемента, стало возможным после изучения опыта эксплуатации солнечных элементов на основе аморфного кремния и разработке способа нанесения слоя кристаллического кремния нанометровой толщины. В результате инновационные фотоэлектрические модули представляют собой гетероструктурную конструкцию, в которой на базовый слой аморфного кремния, наносится слой кристаллического кремния, толщиной 25 нанометров. При этом, целенаправленное изменение ориентации атомов в структуре кристаллической решётки, приводит к уникальному эффекту прозрачности наноморфного кремния, для видимых лучей спектральной области света, но на порядок увеличивает его возможность преобразовывать инфракрасное излучение.

Всё вместе это приводит к повышению КПД на 30% по сравнению с моно- и поликристаллическими модулями, уменьшению нагрева самих модулей и расширению рабочих диапазонов температур.

Преимущества микроморфных солнечных модулей «Хевел»:

1. Ощутимое снижение стоимости. Фотоэлементы, созданные из аморфного кремния, по технологии «тонкой плёнки», в процессе производства используют революционные технологии 3D печати и их себестоимость при значительных объёмах существенно снижается.

2. Модули «Хевел»лишены производственного брака. Любой человек понимает, что делать такое заявление можно только имея веские аргументы. Но этот аргумент всего один. При производстве модулей «Хевел» была принципиально изменена технология самого процесса. Если остальные фотоэлементы производятся в условиях глубочайшего вакуума и космической стерильности, то для создания модулей «Хевел» применяется принципиально другая технология. Создать условия глубочайшего вакуума и идеальной стерильности крайне трудно. Но гораздо затратнее поддерживать их на должном уровне продолжительное время. Любое нарушение ведёт к браку в процессе производства. Поэтому при создании модулей «Хевел» прибегли к качественно иному методу, который можно сравнить с печатью на специальном принтере. Но вместе с принципиальным отсутствием производственного брака, революционно, на 3 (!) порядка, возросла скорость производства.

3. Растущая продолжительность эффективной эксплуатации. Дело в том, что технология, используемая при производстве модулей «Хевел» исключительно новая, прорывная. Самые первые образцы, созданные с использованием технологии «тонкой плёнки», были произведены в лабораториях НАСА 15 лет назад. По сведениям из официальных источников, эти элементы до сих пор работают в режиме повышенной эксплуатационной нагрузки и демонстрируют уникальные результаты.

4. Принципиальное изменение требований к условиям энергоэффективной эксплуатации. К этому привели новые свойства модулей созданных по технологии «тонкой плёнки»:

    • Увеличение диапазона температур работы панелей «Хевел» в энергоэффективном режиме более чем на 35%. Такой невиданный прорыв позволил повысить более чем на треть выработку электроэнергии в летний период при использовании фотоэлектрических модулей «Хевел» аналогичной площади.
    • Отличное поглощение крайних областей спектра видимого света повысило энергоэффективную работу модулей «Хевел» в условиях частичной и полной затенённости. По сравнению с моно- и поликристаллическими модулями, панели «Хевел» производят на 38% больше энергии при частичном затенении.
    • Поверхностное загрязнение не критично снижают эффективность работы модулей «Хевел». Производство солнечных элементов по технологии «тонкой плёнки», использует принципиально новые материалы, которые способные эффективно работать при рассеянном свете. И если снижение эффективности работы моно- и поликристаллических батарей даже при малой загрязнённости было катастрофичным, то для модулей «Хевел» заметить понижение мощности можно только на приборах.

5. Использование в дизайнерских решениях. Применение при производстве фотоэлектрических модулей «Хевел» новейших материалов обладающих удивительными эксплуатационными качествами, открывает широчайшую дорогу в мир наружной отделки и уличных композиций. Модули «Хевел» можно интегрировать в любой вид отделки дома или садового участка. Есть прекрасная возможность скрытого монтажа путём встраивания их в элементы отделки здания (замена окон, остекление стен, и т.п.).
 
6. Удобство при монтаже. По сравнению с моно- и поликристаллическими модулями, панели «Хевел» не требуют соблюдения определенного угла наклона (30-50 градусов) при монтаже и могут размещаться как в вертикальной так и в горизонтальной плоскости.

7. Большая эффективность — скорейший возврат инвестиций. 

Производитель гарантирует снижение мощности в течении первых 10 лет эксплуатации не более чем на 10%. И не более чем на 20% за 25 лет непрерывного использования. На все модули имеются сертификаты Евросоюза и России.

120 Вт TW-TF 120 микроморфный модуль Tianwei

Тонкопленочный фотоэлектрический модуль из микроморфного кремния на стекле. Без  алюминиевой рамы. На обратной стороне находится клеммная коробка и выводы MC4.

Микроморфные кремниевые модули отличаются более высокой эффективностью по сравнению с другими аморфными модулями (до 9,5%),  стабильной выходной мощностью. Хорошо функционируют при высоких температурах и слабом солнечном свете.

Преимущества тонкопленочных модулей по сравнению с кристаллическими модулями:

  1. Меньший температурный коэффициент снижения мощности обеспечивает большую выработку энергии на ватт установленной мощности в летний период
  2. Лучшая чувствительность к низкой освещенности. Обеспечивает большую выработку электроэнергии в пасмурную погоду
  3. Высокое выходное напряжение позволяет уменьшить сечение провода от модуля до контроллера или инвертора
  4. Меньшая стоимость за ватт вследствие в 10 раз меньшего расхода кремния при производстве тонкопленочных модулей
  5. Эстетичный внешний вид, возможность интеграции на фасады зданий
  6. Под заказ возможна поставка модулей с частичной (от 5% до 20%) прозрачностью, для более гибкого использования в архитектурных решениях
  7. При работе с контроллерами MPPT для заряда аккумуляторных батарей продолжительность обеспечения зарядного тока для аккумуляторов при низкой освещенности существенно возрастает, т.к. модуль имеет большой запас по входному напряжению (до 140В против 20-40В у кристаллических модулей). Это позволяет запасти больше электроэнергии в аккумуляторах утром, вечером и в пасмурную погоду. 

Недостатки тонкопленочных модулей по сравнению с кристаллическими модулями::

  1. Меньший КПД (модули имеют почти в 1,5-2 раза большую удельную площадь и массу)
  2. Некоторая деградация в первые месяцы работы. Этот недостаток компенсируется повышенной начальной мощностью (в начале эксплуатации мощность на 10% выше номинальной, и через 3 месяца снижается до ~100% от номинальной). В дальнейшем стабильность параметров аналогична кристаллическим модулям. Сроки стабилизации параметров могут немного меняться в зависимости от места установки и от условий окружающей среды.
  3. Нестандартное выходное напряжение, для заряда аккумуляторов требуется MPPT контроллер. Однако в настоящее время это вряд ли можно назвать недостатком, т.к. в большинстве случаев и для кристаллических модулей используются MPPT контроллеры для повышения выработки электроэнергии и для согласования напряжения модулей и аккумуляторов.

По сроку службы современные a-Si модули соизмеримы с поликристаллическими модулями. На них также дается аналогичная гарантия на 90% мощности через 10 лет и 80% мощности через 25 лет.

Технические характеристики
Номинальная мощность 120Вт
Напряжение в точке максимальной мощности 126 В
Ток в точке максимальной мощности 0,95 А
Ток короткого замыкания 1,14 А
Напряжение холостого хода 166 В
Температурный коэффициент
— максимальная мощность -0.29%/°C
— напряжение в точке максимальной мощности -0.36%/°C
— ток в точке максимальной мощности +0.07%/°C
— напряжение холостого хода -0.33%/°C
— ток короткого замыкания
+0.07%/°C
Максимальное напряжение в системе 1000В
Номинал шунтирующего диода
Размеры 1100*1300*6,6 мм 0,4 мм
Кабели 2,5мм2/800мм
Коннектор МС4
Материал инкапсуляции белый поливиниловый бутираль, 0,45 мм
Переднее покрытие белое листовое стекло толщиной 3,2 мм
Заднее покрытие закаленное листовое стекло толщиной 3,2 мм
Вес 24 кг

Параметры измерены при стандартных условиях (освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25 °С).

Будьте внимательны при выборе контроллера. Напряжение холостого хода модулей может быть в реальных условиях более 170В, поэтому с данными модулями мы рекомендуем применять MPPT контроллеры Prosolar SunStar MPPT SS-40CX или KES. Оба контроллера могут заряжать аккумуляторы на 12/24/36/48В.  Общая мощность подключаемых к данным контроллерам модулей зависит от напряжения на АБ. Например, к контроллеру Prosolar SunStar MPPT SS-40CX можно присоединить 4 модуля для заряда 12В аккумулятора, и 16 модулей для заряда 48В аккумулятора.

Монтажные комплекты со специальными зажимами для безрамных модулей в наличии на складе в Москве!

 

Электрические параметры
Мощность, Вт 120
Физические параметры
Количество элементов нет
Свойства
Тип элемента Тонкопленочный
Конструкция модуля Двойное стекло
17.03.2017

Купил пару таких модулей, работают с солнечным контроллером KES на 250В. Все покупал в Вашем Солнечном Доме поэтому о совместимости параметров не переживал. Поставил вертикально на южный фасад дома, смотрятся очень эффектно. Очень хорошо работают зимой и в пасмурную погоду.

23.11.2016

Купили эти модули для автономных солнечных электростанций в Якутии. Установлены вместе с контроллерами SunStar MPPT 40CX и инверторами Xtender. Модули работают супер, летом выработка падает меньше, чем у кристаллических модулей. В пасмурную погоду продолжают выдавать высокое напряжение и заряжать аккумуляторы. В морозы тоже проблем не было. Спасибо Вашему Солнечному Дому за то, что выбрали для нас и поставили эти модули. Для следующих объектов будем заказывать еще такие солнечные батареи.

20.04.2016

покупкой я очень доволен, я как бы знал что покупаю, ведь за альтернативными источниками энергии наше будущее! в ближайшее время приеду к Вам еще за одним модулем. спасибо что держите цены в пределах разумных!

18.01.2016

Эти модули действительно высокого качества! Огромный плюс — двойное стекло, которе исключает коррозию в течение всего срока службы, оно помогает защитить модуль во время снега и дождя. А закаленное стекло выдерживает нагрузку более 5400 ПА, поэтому сугробов на крыше можно не бояться. Главное: модули Tianwei отличаются высокой производительностью даже в условиях низкой освещенности. Годовые показатели реальной выработки нашей станции на 7% превысили планируемую в условиях центральной России.

Написать отзыв

Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.

Микроморфная солнечная батарея MCPH P7 H (96,2 В)

Описание

Солнечная электростанция – непростой комплекс устройств, позволяющих получать доступную электроэнергию с необходимыми показателями. Мы представляем модуль солнечной батареи Pramac.

Что собой представляет устройство Pramac MCPH P7?

Прибор изготавливается по микроморфной тонкопленочной технологии в Швейцарии. Это гарантирует высокую эффективность устройства, а также ускоренный возврат вложенных средств.

Дело в том, что микроморфный модуль осуществляет преобразование не только видимого, но и инфракрасного спектра солнечного излучения. Конструкция является безрамной, применяется осветленное стекло с тандемным покрытием.

Солнечные панели Pramac MCPH P7 обладают рядом преимуществ, если сравнивать с классической технологией изготовления солнечных батарей из кремния:

  • Благодаря низкой стоимости производства цена солнечных батарей является доступной. Ведь при изготовлении применяется в двести раз меньше кремния, чем при классической технологии создания устройств. При этом технология имеет большие перспективы развития в отношении увеличения КПД, снижения себестоимости.
  • Панели могут функционировать в широком температурном диапазоне – от минус 40 до плюс 85 градусов;
  • Даже при затенении модуля происходит незначительное снижение выработки электроэнергии. Затенение происходит фактически всегда в реальных условиях, не только от окружающих объектов, но и от загрязнения поверхности устройства.
  • Малый температурный коэффициент: при повышении температуры окружающей среды эффективность почти не снижается.
  • Увеличить выработку электроэнергии можно на 10-20 процентов, учитывая условия эксплуатации.
  • Экологичность. В конструкции отсутствуют токсичные материалы, поэтому устройство не представляет опасности для окружающей среды. Еще это значит, что особые условия утилизации не требуются.
  • Эстетичность. Внешне модуль выглядит достаточно привлекательно. Встроенные в здание, такие устройства в дальнейшем станут частью архитектуры.

Мы предлагаем купить модуль солнечной батареи на выгодных условиях. Самое время воспользоваться всеми преимуществами!

  

Электрические характеристики*

 

Тип модуля/ячейки: Тандемный Аморфный и Микрокристаллический Кремний (a-Si/nc-Si)

 

Класс модулей   Низковольтовые Высоковольтовые
Погрешность мощности   +/- 2,5 Вт +/- 2,5 Вт
СТУ спецификации* ——

Стабилизированные значения

Начальные значения Стабилизированные значения Начальные значения
Максимальная мощность Pm 125,0 138,9 125,0 138,9
Напряжение при номинальной мощности Vmpp 56,6 58,9 96,2 100,1
Сила тока при номинальной мощности Impp 2,21 2,36 1,30 1,39
Напряжение открытого контура Voc 74,1 74,2 131,4 131,6
Сила тока открытого контура Isc 2,71 2,73 1,54 1,56
Фактор наполнения FF, % 62,2 68,5 62,0 67,9
Максимальная эффективность модуля КПД 8,9% 9,1%
Specific Power —— 87,4 87,4

 

СТУ: 1000 Вт/м2, температура модуля 25 С, Атм. масса 1,5

Все электрические параметры с точностью +/- 3%

  

Механические характеристики:

 

 

Ширина мм 1300
Высота мм 1100
Толщина стекла мм 6,7+/-0,3
Ширина активного слоя мм 1274
Высота активного слоя мм 1074
Полная толщина с коммутационной коробкой мм 26
Вес кг 24
Площадь м2 1,43
Герметик материал поливинилбутират
Толщина переднего стекла мм 3,2
Толщина заднего стекла мм 3,2
IP65 J-box диодная коробка с обводным диодом и MultiContact MC4 соединители TUV — certified

 

 

Максимальные значения:

 

 

Максимальное напряжение системы Vsis (VDC) 1000
Диапазон рабочих температур T (C) -40/+85
Ветровое давление на поверхность P (kPa) 2,4
Ударопрочность более 35 мм при 155 км/ч

 

 

Гарантия:

 

 

Гарантированная мощность через 25 лет (Pmpp) (%) 85
Гарантированная мощность через 15 лет (Pmpp) (%) 87,5
Гарантированная мощность через 10 лет (Pmpp) (%) 90
Гарантированная мощность через 5 лет (Pmpp) (%) 92,5
Гарантия от заводских дефектов —— 5 лет
Опциональная гарантия против заводского брака —— 10 лет

Солнечный модуль HVL-320 HJT — 16 200 руб. СПЭЙРС.RU

Солнечный модуль HVL 320 Вт

ПРИ ПОКУПКЕ ПАЛЕТАМИ (КРАТНО 25 ШТ.) ДЕЙСТВУЕТ СПЕЦЦЕНА!! В наличии на складе.

Оперативная доставка, спецусловия при заказе от 25 шт!

Российский завод «Хевел» (HEVEL) — крупнейший отечественный производитель солнечных батарей (солнечных панелей, солнечных модулей) на основе микроморфной (тонкопленочной технологии). Весной 2017 года запущено производство передовых гетероструктурных солнечных модулей по новейшей технологии, обладающей высоким КПД.

Солнечные батареи, выполненные по гетероструктурной технологии — одни из наиболее высокопроизводительных и имеющих большие перспективы на рынке. Гетероструктурная технология (HJT) является гибридом (совмещением) кристаллической и тонкопленочной технологий исполнения солнечных элементов. Результатом служит объединение ключевых преимуществ как кристаллических панелей (довольно высокий КПД, малая степень световой деградации), так и тонкопленочных (незначительное падение производительности при нагреве ячеек, более высокая эффективность в улавливании рассеянного и отраженного света). Эффективность гетеропереходных модулей HEVEL превосходит показатели классических поликристаллических модулей.

Технология производства компании базируется на применении микроморфных покрытий – «тонких пленок» на основе кремния, являющихся следующим поколением технологии, уже зарекомендовавшей себя на рынке – фотоэлектрических модулей на основе аморфного кремния. Типичная конструкция гетероструктурного солнечного элемента на основе аморфного и микроморфного кремния отличается от технологии прошлого поколения – аморфного кремния наличием наноструктурированного «микроморфного слоя», позволяющего преобразовывать более широкий спектр длин волн излучения, падающего на фотоэлектрический модуль, увеличивая тем самым КПД модуля.

Электрические характеристики при СУИ*

Мощность (Pmax) 320 Вт
Допустимое отклонение номинальной мощности (ΔPmax) 1,56 %
Ток в рабочей точке Pmax (Impp) 8,76 А
Напряжение в рабочей точке Pmax (Vmpp) 36,55 В
Ток короткого замыкания (Isc) 9,31 А
Напряжение холостого хода (Voc) 44,25 В

*СУИ — стандартные условия испытаний: освещенность – 1000 Вт/м2, атмосферная масса – АМ1.5, температура модуля – 25°С

Температурные характеристики

Температурный коэффициент Voc -0,249 %/°С
Температурный коэффициент Isc 0,037 %/°С
Температурный коэффициент Pmax
-0,311 %/°С

Эксплуатационные характеристики

Максимальное напряжение системы 1000 В
Рабочая температура от -40 до +85 °С
Номинальная рабочая температура 38,8 °С
Макс. статическая нагрузка лицевая (например, снеговая) 5400 Па
Макс. статическая нагрузка задняя (например, ветровая) 2400 Па
Класс огнестойкости C

Конструкция модуля

Кол-во ячеек 60
Габариты (ДхШхТ) 1671 х 1002 х 35 мм
Клеммная коробка IP65/3
Тип коннектора MC4
Длина / сечение кабеля 1000/4

Гарантийные обязательства

Гарантия на модуль (материалы и сборка) — 15 лет
Линейная гарантия производительности — 25 лет

Микроморфный фотоэлектрический модуль 125 Вт MCPH P7 L PRAMAC (HEVEL)

Микроморфные фотоэлектрические модули Pramac низкого и высокого напряжения изготовлены по микроморфной тонкопленочной технологии, обеспечивающей большую эффективность и скорейший возврат инвестиций: микроморфнй модуль преобразовывает как видимый, так и инфракрасный спектр солнечного излучения.

Характеристики

Тип модуля/ячейки: Тандемный Аморфный и Микрокристаллический Кремний (a-Si/nc-Si)

Класс модулей

 

Низковольтовые

Погрешность мощности

 

+/- 2,5 Вт

СТУ спецификации*

——

Стабилизированные значения

Начальные значения

Максимальная мощность

Pm

125,0

138,9

Напряжение при номинальной мощности

Vmpp

56,6

58,9

Сила тока при номинальной мощности

Impp

2,21

2,36

Напряжение открытого контура

Voc

74,1

74,2

Сила тока открытого контура

Isc

2,71

2,73

Фактор наполнения

FF, %

62,2

68,5

Максимальная эффективность модуля

КПД

8,9%

Specific Power

——

87,4

СТУ: 1000 Вт/м2, температура модуля 25 С, Атм. масса 1,5

Все электрические параметры с точностью +/- 3%

Механические характеристики:

Ширина

мм

1300

Высота

мм

1100

Толщина стекла

мм

6,7+/-0,3

Ширина активного слоя

мм

1274

Высота активного слоя

мм

1074

Полная толщина с коммутационной коробкой

мм

26

Вес

кг

24

Площадь

м2

1,43

Герметик

материал

поливинилбутират

Толщина переднего стекла

мм

3,2

Толщина заднего стекла

мм

3,2

IP65 J-box диодная коробка с обводным диодом и MultiContact MC4 соединители

TUV — certified

Солнечная батарея своими руками: принципы использования

Несмотря на стремительное развитие науки и техники, оборудование для создания альтернативных источников энергии остаётся малодоступным для большинства граждан. Это же относится и к солнечным модулям. Однако есть прекрасное решение: солнечная батарея своими руками. Никто не запрещает сделать систему в домашних условиях, тем более, что это несложно.

Любой мужчина может ввести свой запрос в каком-либо поисковике и получит массу предложений о продаже солнечной батареи, в том числе и в странах бывшего СССР. Наиболее дорогие солнечные модули оказались в Беларуси, а самые дешёвые — в Украине и России. Не стоит пренебрегать и популярными интернет-аукционами, к примеру, eBay. Цена солнечной системы фотоэлементов здесь ещё более привлекательна. Помните, что для работы с данным аукционом потребуется не только регистрация на портале, но и банковская карта Visa Classic в американских долларах, а также регистрация в платёжной системе Pay Pal с одновременной привязкой к карте. Помимо этого, при сравнении цен не забывайте учитывать сумму доставки, которая часто составляет не менее нескольких десятков долларов.

Инетересное:

Солнечные электростанции своими руками.
Советы по созданию солнечных панелей своими руками.

Прежде, чем приобрести солнечный модуль, вам необходимо будет определиться с выбором типа фотоэлектрического преобразователя. Монокристаллический тип прослужит дольше (лет 30), но в условиях облачности либо другого изменения прямых попаданий солнечных лучей его мощность падает. Поликристаллический тип практически не реагирует на смену погоды, однако период его службы короче — порядка 20 лет. Также он имеет КПД 7-9%, что ниже КПД монокристаллического типа на 4-6%.

Виды модулей солнечных батарей

  • Однопереходные конструкции (мощность от 90 до 105 Вт).
  • Полупрозрачные системы, мощность которых — 75-95 Вт, а степень прозрачности 20 — 40%. Такая модель увеличивает возможности использования подобного рода модулей при внедрении в здании. Их можно использовать во время остекления зданий, заменив ими окна либо же тонированные стёкла.
  • Микроморфные модули с мощностью 118 — 140 Вт. Самая новая технология, рая превосходит стандартные модули по коэффициенту полезного действия и высокому показателю вырабатываемой мощности.
Виды солнечных модулей

Микроморфный тип солнечной батареи.


Главным преимуществом такого вида солнечной технологии считается её невысокая стоимость, экологичность, способность улавливать рассеянный свет. Всё это значительно увеличивает производство электроэнергии в любых климатических условиях. Помимо того, это даёт возможность использовать микроморфные солнечные технологии в реконструкции и строительстве зданий коммерческого и социального назначения.

Микроморфные солнечные батареи

Технология создания такого типа системы основывается на использовании микроморфного покрытия, которые представляют собой тонкие плёнки из кремния. Последние являются новым поколением технологии, уже успевшей положительно зарекомендовать себя в этой сфере — фотоэлектрических модулей, основанных на аморфном кремнии. Традиционная система солнечного элемента (гетероструктурного) на базе аморфного и микроморфного кремния имеет ряд отличий от технологий предыдущего поколения (аморфного кремния) присутствием микроморфного слоя, который позволяет преобразовывать расширенный спектр длины излучающих волн. Таким образом, увеличивается коэффициент полезного действия самого модуля.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

Такому типу модулей присущ положительный толеранс, то есть настоящая мощность в начале периода эксплуатации превышает номинальную. Потом по действием деградации мощность снижается до номинального показателя. Такой перепад учтён в номинальной мощности устройства. В итоге при покупке такого вида модуля в первые месяцы его использования клиент получает до пятнадцати процентов мощности устройств бесплатно.

Солнечная батарея своими руками

Солнечная батарея своими руками дело нехитрое. Поэтапная инструкция изготовления солнечных модулей в домашних условиях выглядит примерно так:

Выбираем фотоэлемент

Перед приобретением фотоэлементов для создания солнечной панели своими руками важно предусмотреть несколько принципиальных моментов. Следует сперва определить нагрузку, которую будут питать будущие солнечные батареи. Это позволит понять потребность в фотоэлементах, их мощность, а также площадь, которую они будут занимать. Здесь следует подумать о возможном наращивании батарей в будущем. Располагать фотоэлементы лучше на самой солнечной стороне с соответствующим углом наклона. Для максимально эффективного использования панелей рекомендуем организовать возможность механического изменения угла их наклона. Это особенно пригодится в зимний период, когда для защиты от налипания снега батареи устанавливают почти перпендикулярно земле.

Материал для каркаса

При выборе материала для каркаса батарей для солнечных панелей особых ограничений нет. Единственное требование для материала прозрачной поверхности — защита от инфракрасного спектра. Благодаря этому фотоэлементы будут меньше нагреваться. На практике используют орг- или обычное стекло. Алюминиевый уголок берут для создания корпуса, хотя можно встретить и иные решения, например, из фанеры и ДСП.

Сборка солнечных батарей

При сборке солнечные батареи своими руками не обойтись без пайки, даже если вы приобрели фотоэлементы с заранее припаянными проводниками. В данном случае только упроститься ваша задача. Помните о хрупкости элементов и действуйте осторожно. Не кладите одну батарею на другую во избежание появления трещин на них. Перед пайкой обязательно нанесение флюса и припоя.

Завершив изготовление каркаса и пайку, можно начинать сборку панелей. Элементы осторожно располагают на лицевой поверхности с таким расчётом, чтобы между ними сохранить небольшой зазор (не менее 5 миллиметров). Некоторые самоделкины сперва переносят все фотоэлементы на лицевую поверхность и потом паяют. Далее каждый крайний элемент припаивается к шине. Они продаются с наборами и выглядят как широкие проводники. После выводим + и -.

Выясняем: когда стоит устанавливать солнечные батареи и как быстро они окупаются?

Стоит также вывести среднюю точку, позволяющую подключить шунтирующие диоды к каждой половине панели. За счёт этого батарея не разрядится в темноте или при пасмурной погоде. Применять следует диоды Шотке.

Диоды Шотке

Завершать сборку необходимо герметизацией. Однако перед этим желательно провести тест панелей, проверив пайку. В западных странах герметизацию проводят компаундами, но из-за их дороговизны в нашей стране применяют герметик из силикона. Сперва зафиксируйте конструкцию с краёв и по центру и только после этого заливайте пространство между элементами силиконом. Тыльная сторона покрывается акрилом, предварительно смешанным с силиконовым герметикам.

Солнечные модули своими руками

Интересное:

Как подключить солнечные батареи.
Особенности сборки солнечной батареи.
Солнечная батарея из алюминиевых банок своими руками.
Сборка солнечных батарей своими руками.


Как вы сами могли убедиться, сборка солнечных батарей собственными руками вполне посильная задача для любого мужчины.

Микроморфные солнечные модули: подключить гетероэлектрик своими руками

Современные тенденции в развитии технологий направлены на сохранение природной среды, экономию ресурсов, безопасность для окружения. В условиях постоянно повышающихся цен на основные энергоносители как никогда остро стоит вопрос о поиске дешевой и эффективной альтернативы. На таких принципах как раз и созданы микроморфные солнечные модули. Энергия солнца – это бесплатный и мощный ресурс, опираясь на который разрабатываются современные энергетические технологии.

Как устроены батареи

Работа солнечных батарей основана на модифицировании энергии прямых солнечных лучей в электрическую. Главной составляющей являются фотоэлементы, которые и выполняют функцию преобразователя.

Для производства фотоэлементов пользуются кремнием. Это вещество находится в земных недрах и его там достаточно большое количество (около 30%). Кремний перерабатывает солнечный свет, позволяя применять его в энергоснабжении.

Гетероструктурные солнечные батареи – это технологии нового поколения. До того как стать такими, они прошли долгий путь и все продолжают совершенствоваться:

  1. Первоначально панели для получения энергии из солнечных лучей изготовляли, применяя кремний в чистом виде. Такие батареи получили название монокристаллических. Чтобы получить чистый химический элемент, требуются большие трудозатраты и материальные вложения. Эти факторы отразились и на стоимости изделий. После плавления жидкого кремния и дальнейшего его отвердения материал разрезали на тонкие листы, которые оборудовали тонкими электродами, расположенными на поверхности в виде сетки. Стоимость такой гелиевой батареи высока, но ее КПД достигает 22%, и поэтому расходы на изготовление окупают себя.
  2. Для поликристаллических батарей используется поликристаллический кремний. Расходы на производство их значительно меньше, но меньше и КПД таких панелей (18%).
  3. Более совершенные панели стали производить с аморфным кремнием, изготавливая тончайшие пленки. В данном случае кристаллический кремний заменили силаном или кремневодородом. Их КПД измеряется 6%, но производство стоит намного дешевле предыдущих вариантов. Также эти батареи очень гибкие и хорошо работают в облачных погодных условиях.
  4. Самая современная технология – это микроморфные разработки на солнечные модули. Толщина применяемого кремния составляет 1 нанометр. Он наделен редкими характеристиками прозрачности для инфракрасного и видимого спектра волн. Этого удалось достичь переменой направлений структурных элементов в кремниевой кристаллической решетке.

Читайте также:
О характеристиках солнечных батарей

Технологический процесс

Чтобы сделать гетеростуктурный солнечный модуль, используются тонкие пленочные пластины в несколько слоев. Для их получения берут разные полупроводники, у которых имеется разница по широте, там, где находится «запрещенная зона». В результате внутри двух близлежащих слоев возникают переходы. Возникновение гетеропереходов позволяет получать повышенное сосредоточение носителей, нежели это возможно в структурах с одним слоем.

Микроморфный тонкопленочный солнечный модуль состоит из двух слоев полупроводников. В этом и заключается основное отличие от предшествующих моделей, в которых был только аморфный кремний. Благодаря микроморфному кремнию появилась возможность задействовать для преобразования в электричество больший охват световых лучей, что повышает его КПД.

Другими словами, электричество будет вырабатываться солнечными батареями не только в ясную солнечную погоду, но и при рассеянных лучах при облачности неба. Это положительно сказывается на увеличении деятельности панелей. Из приятных моментов стоит отметить их небольшую стоимость и безопасность для окружающей среды. А еще эти солнечные модули являются красивым наружным элементом для отделки строений и при этом служат дополнительным источником энергии.

Выпускаются энергопреобразующие панели компанией Hevel Solar по швейцарским технологиям. При номинальной мощности в 125 Вт батарея выдает напряжение 96,2 В. Температурный режим, при котором она активна, от -40°С до +90°С. Весит модуль около 26 кг.

Как подключать батареи

При установке солнечных батарей своими руками для получения максимальной мощности нужно подготовить провод достаточной длины, чтобы соединить панели с контроллерами.

Соединение панелей друг с другом должно быть последовательным, при этом нужно следить, чтобы они были одной мощности и напряжения. Нельзя допускать скручивания и спаивания проводов, чтобы в данных точках не произошло потерь энергии. При таком виде подключения не применяют соединение панелей, имеющих разное напряжение и мощности.

При параллельном подсоединении нельзя использовать несколько панелей с разными напряжениями, но с разными мощностями разрешается.

Правильно подобранные солнечные батареи, контроллеры, аккумуляторные кислотные батареи (АКБ) для токов панелей, корректно соединенные, даже при небольшом входном напряжении (12 вольт) будут выдавать высокий КПД.

Гетероэлектрик – отечественная инновация

Российские ученые несколько лет назад сделали открытие – гетероэлектрик, который составляет основу «звездной батареи». В ней объединены гетероэлектрический конденсатор с гетероэлектрическим фотоэлементом, работают они в видимых и инфракрасных излучениях. Разница в их работе по сравнению с солнечными модулями в возможности преобразовывать энергию не только при солнечном и рассеянном свете, но и в ночной период.

Гетероэлектрик помогает при управлении магнитным полем, а также при его трансформировании для производства оборудования с различными физическими свойствами.

Микроморфная ячейка

Микроморфная ячейка представляет собой тонкопленочный солнечный элемент, основанный на многопереходной архитектуре , состоящей из двух солнечных элементов, расположенных друг над другом. Функция двух солнечных элементов заключается в том, что верхняя тонкая ячейка из аморфного кремния поглощает синий свет, а более толстая нижняя ячейка из микрокристаллического кремния поглощает красный и ближний инфракрасный свет, что позволяет тандемной ячейке покрывать весь широкий диапазон солнечного спектра.
Структура клетки микроморфа Микроморфная ячейка  содержит µc-Si:H ячейку на основе нижняя ячейка , а верхняя ячейка состоит из аморфного кремния Сообщается об эффективности 10,7%  . В настоящее время все теории солнечных элементов, основанные на тонкопленочном кристаллическом кремнии, по-прежнему сталкиваются с проблемой длительного времени изготовления, которую необходимо решить.Решение этой проблемы может быть достигнуто путем плазменного осаждения μc-Si:H для комбинированного разбавления исходного газа аргоном/водородом. Ширина запрещенной зоны микрокристаллического кремния ( равна 1,1 эВ ) и аморфный кремний ( равно 1,7 эВ ) должным образом подходят для тандемных солнечных элементов, а предел Шокли Квайссера  этого элемента может привести к эффективности преобразования, которая почти достигает 30% .Это число не может быть достигнуто в действительности, и общая эффективность составляет около 9% . Это число выходит за пределы известного стабильного КПД тонкопленочных кремниевых солнечных элементов с одним переходом, который обычно находится в диапазоне  6% . Одна из причин низкой стоимости тонкопленочных кремниевых солнечных элементов заключается в том, что они имеют очень небольшую толщину, которая составляет около 2 мкм по сравнению с 200 мкм для кремниевой пластины.В диапазоне красных и инфракрасных длин волн требуется улавливание света  , поскольку 2 мкм кремния недостаточно для поглощения всего света.
Преимущество клетки микроморфа Преимущество микроморфного подхода заключается в том, что он поддерживает низкую толщину верхней аморфной клетки. Это приводит к уменьшению эффекта деградации, вызванного светом ( эффект Штеблера-Вронски ). В многопереходных ячейках верхняя и нижняя ячейки должны производить одинаковый ток.Но верхняя ячейка имеет ограничение из-за эффекта Стеблера-Вронски  и, следовательно, улавливание света и промежуточный отражатель  требуются для поддержания низкой толщины верхней ячейки при увеличении ее тока.
ИРЛ
IRL — промежуточный отражающий слой — это слой между верхней и нижней ячейками. Поскольку более низкий показатель преломления, который составляет около 2  по сравнению с 4  для окружающего кремния, свет отражается обратно в верхнюю ячейку.2
), но уменьшение тока нижней ячейки на такую ​​же величину.

Аморфные солнечные элементы, концепция микроморфа и роль метода осаждения ОВЧ-ГД

Для крупномасштабного применения фотогальваники (ФЭ) крайне важно снизить стоимость производства фотоэлектрических модулей ($/ Вт стр. ) в 2–3 раза по сравнению с нынешними ценами, определяемыми традиционной фотоэлектрической технологией на основе кристаллического кремния на основе пластин, модульной технологией, которая в настоящее время доминирует на мировом рынке.Действительно, для того, чтобы в будущем превратить PV в конкурентоспособный источник энергии, такое дальнейшее существенное снижение затрат будет решающим фактором. Однако отказ от хорошо зарекомендовавшей себя концепции «безопасной» пластины до сих пор без каких-либо исключений всегда сопровождался существенной потерей эффективности. Эффективность падает менее чем наполовину по сравнению с рекордно достигнутой эффективностью, близкой к 25%, достигнутой с пластинами из монокристаллического кремния (Zhao et al., 1999).

Эта ситуация побудила исследователей активизировать исследования с начала 80-х годов до различных концепций тонкопленочных солнечных модулей.Во всех этих тонкопленочных концепциях полупроводник может быть нанесен непосредственно на недорогие подложки большой площади. Кроме того, ячейки не обязательно должны быть самонесущими, поэтому можно использовать подложки большой площади; и эти субстраты могут образовывать часть инкапсуляции.

Тонкопленочные солнечные элементы на основе составных полупроводников, таких как CdTe и Cu(In,Ga)Se 2 (CIGS), в прошлом привлекали большое внимание благодаря замечательной работе многих групп (Schäffler et al., 1997, Шок и Шах, 1997, Витинг, 2002).С другой стороны, технология аморфного кремния (a-Si:H) в настоящее время достигла промышленного уровня (Янг и др., 1998; Тавада и Ямагиши, 2001) и является экономически конкурентоспособной, способствуя тем самым снижению цены модуля на единицу продукции. Вт р . Однако a-Si:H всегда ассоциировался с низкой эффективностью и с дальнейшими потерями эффективности во время работы из-за эффекта Штеблера-Вронского (SWE). Тем не менее, низкая температура осаждения около 200 °C (пригодная для производства аморфного кремния) и возможность применения метода монолитного последовательного соединения для изготовления модулей (Carlson et al., 1997, Frammelsberger et al., 1997) обычно считались значительными преимуществами технологии аморфного кремния, поскольку они действительно являются ключевыми характеристиками, необходимыми для получения низких производственных затрат.

В центре внимания нашей исследовательской группы в IMT Neuchâtel была разработка недорогих концепций тонкопленочных кремниевых солнечных элементов. Мы считали скорость осаждения аморфного и микрокристаллического кремния (µc-Si:H) ключевым элементом для массового производства кремниевых тонкопленочных солнечных элементов.В 1987 г. компания IMT представила так называемый метод VHF-GD (очень высокочастотный тлеющий разряд), позволяющий увеличить в 5 раз скорость осаждения гидрогенизированного аморфного кремния (Curtins et al., 1987a, Curtins и др., 1987b). В этой статье мы рассмотрим, в разделе 2, основную работу, проделанную в нашей лаборатории и в других местах, по методу осаждения ОВЧ.

Помимо скорости осаждения, эффективность солнечных элементов является дополнительным важным фактором для повышения конкурентоспособности тонкопленочных солнечных элементов.Десять лет назад, в 1994 г., компания IMT первой изобрела солнечные элементы на основе микрокристаллического кремния с приемлемой эффективностью преобразования, показав, что эта форма тонкопленочного кремния является многообещающим новым фотопоглощающим материалом (Meier et al., 1994a). Солнечные элементы из микрокристаллического кремния, используемые в тандемном элементе в качестве нижнего элемента, кроме того, обеспечивают превосходное согласование ширины запрещенной зоны с верхними элементами из аморфного кремния; Поэтому исследовательская группа IMT представила в 1994 году новую концепцию тонкопленочных солнечных элементов, так называемых «микроморфных» солнечных элементов (Meier et al., 1994б). С тех пор было подтверждено, что гидрогенизированный микрокристаллический кремний (μc-Si:H) является высококачественным полупроводниковым материалом с низким уровнем дефектов и большим потенциалом применения, и многие университетские группы и промышленные компании начали исследовательскую деятельность в этой области.

В тонкопленочных солнечных элементах улавливание света играет ключевую роль в отношении уменьшения толщины элемента и стабильности солнечных элементов из аморфного кремния. Во всех случаях улавливание света важно для уменьшения толщины слоя поглотителя и, таким образом, сокращения времени осаждения элемента, причем последнее является основным фактором стоимости.В случае µc-Si:H улавливание света особенно важно с экономической точки зрения, поскольку необходимый здесь поглощающий слой становится нереально толстым. В связи с этим IMT разработала собственный метод осаждения прозрачного проводящего оксидного слоя (TCO), который используется в тонкопленочных кремниевых солнечных элементах: в случае IMT это метод химического осаждения из паровой фазы при низком давлении (LP-CVD). для слоев ZnO: метод, который позволяет быстро наносить выращенные шероховатые слои ZnO с превосходными оптоэлектронными свойствами и улучшенным улавливанием света, что необходимо для всех кремниевых тонкопленочных солнечных элементов.

(PDF) Микроморфная и полиморфная солнечная панель в теплом переходном климате

Насосная система в Бразилии, Renew. Поддерживать. Energy Rev.

(2015) Vol. 51 стр. 1610–1616.

[10] М.Б. де ла Мора, О. Амелин-Сарриа, Б.М. Монрой,

К.Д. Эрнандес-Перес, Дж. Э. Луго, Материалы для преобразования с понижением частоты

в солнечных элементах: перспективы и проблемы, Sol. Энергия Матер.

Сол. Клетки. (2017) Том. 165 стр.59–71.

[11] В. Суэндо, Ф. Кайл, П. Р. Кабаррокас, С. Чакаров, Д.

Дас, О. Саадан, А. В. Харченко, В. Суэндо, Ф. Кайл, П. Рока

I Кабаррокас , Гелий по сравнению с разбавлением водорода в

оптимизации полиморфных кремниевых солнечных элементов, Artic. J. Non-

Кристаллические твердые вещества. (2004).

[12] Д. Фишер, С. Дубайл, Дж.А. Анна Сельван, Н. Пеллатон

Воше, Р. Платц, К. Хоф, У. Кролл, Дж. Мейер, П.Торрес, Х.

Кеппнер, Н. Вирш, М. Гетц, А. Шах, К.Д. Ufert,

Солнечный элемент «Микроморф»: расширение технологии a-Si:H до тонкопленочного кристаллического кремния

, в: Conf. Рек. IEEE Фотовольт. Спец.

Conf., IEEE, 1996: стр. 1053–1056.

[13] A. Shah, J. Meier, E. Vallat-Sauvain, C. Droz, U. Kroll,

N. Wyrsch, J. Guillet, U. Graf, Микрокристаллический кремний и

«микроморфный» тандем солнечные элементы, тонкие твердые пленки.(2002)

Том. 403–404, pp.179-187

[14] J. Fang, L. Bai, T. Li, G. Hou, B.Z. Li, C. Wei, G.

Wang, D. Zhang, Y. Zhao, X. Zhang, Высокоэффективный

микроморфный солнечный элемент с управлением светом в туннеле

рекомбинационный переход, Sol. Энергия Матер. Сол. Клетки. 155

(2016) Том .155 стр. 469–473.

[15] М. Нетра, Б. Калидасан, Земляной трубчатый теплообменник

, конструкция для повышения эффективности фотоэлектрической панели, Матер.Сегодня

Proc. (2020) стр. 1–5.

[16] М.А. Муньос-Гарсия, О. Марин, М.К. Алонсо-Гарсия, Ф.

Ченло, Характеристика тонкопленочных фотоэлектрических модулей в стандартных условиях испытаний

: результаты измерений внутри и вне помещений и

воздействия солнечного света, Sol. Энергия. (2012) Том. 86 стр.

3049–3056.

[17] Г. Осма-Пинто, Г. Ордоньес-Плата, Динамическое тепловое моделирование

для прогнозирования рабочей температуры панели PV

со встроенной системой охлаждения, Renew.Энергия. (2020)

Том 152 стр. 1041–1054.

[18] C. Toledo, R. López-Vicente, J. Abad, A. Urbina,

Тепловые характеристики фотоэлектрических модулей как строительных элементов:

Анализ в реальных условиях эксплуатации различных технологий

., Energy Build . (2020) Том. 22 3стр. 110087.

[19] М.Б. Эльшенити, М.А. Хемедах, М.М. Сорур, В.М.

El-Maghlany, Новая улучшенная модель проводимости для прогнозирования

производительности фотоэлектрической панели, охлаждаемой PCM, Energy Convers.

Управ. (2020) Том. 205 pp. 112456.

[20] Ф. Байрак, Х. Ф. Озтоп, Ф. Селимефендигил, Экспериментальное исследование

по применению различных методов охлаждения в фотоэлектрических (PV) панелях

, Energy Convers. Управление (2020) Том.

212 стр.112789.

[21] Н.А.С. Эльминшоуи, А.М.И. Мохамед, К. Морад, Ю.

Элхенави, А.А. Alrobian, Производительность фотоэлектрической панели

в сочетании с геотермальной системой воздушного охлаждения в условиях жаркого климата,

Заяв.Терм. англ. (2019) Том. 148 стр. 1–9.

[22] Г. Осма-Пинто, Г. Ордоньес-Плата, Измерительные факторы

, влияющие на характеристики фотоэлектрических панелей на крыше в теплом тропическом климате

, Sol. Энергия. (2019) Том. 185 стр. 112–123.

[23] Г.А. Thopil, CE Sachse, J. Lalk, M.S. Thopil,

Сравнение технико-экономических характеристик кристаллических и тонкопленочных фотоэлектрических панелей

в различных метеорологических условиях: случай

с высокими солнечными ресурсами в южном полушарии, Appl.Энергия.

(2020) Том. 275 стр. 115041.

[24] A. Guenoonou, A. Malek, M. Aillerie, Сравнительная характеристика

фотоэлектрических панелей различных технологий в течение одного года

воздействия: применение в прибрежном средиземноморском регионе

Алжир, Energy Convers. Управление (2016) Том. 114 стр. 356–363.

[25] С.С. Корсави, З.С. Зомородян, М. Тахсилдуст, Энергия

и экономические показатели фотоэлектрических панелей на крыше в жарком и

сухом климате Ирана, Дж.Чистый. Произв. (2018) Том. 174 pp.1204–

1214.

[26] P. Viebahn, O. Soukup, S. Samadi, J. Teubler, K.

Wiesen, M. Rittoff, Оценка потребности в критических минералах для

shift Энергетическая система Германии в сторону высокой доли

возобновляемых источников энергии, (2015) Vol. 49 стр. 655-671.

[27] Индекс

/data/dane_pomiarowo_obserwacyjne/dane_meteorologiczne,

(н.д.).

https://dane.imgw.pl/data/dane_pomiarovo_obserwacyjne/dane

_meteorologiczne/ (по состоянию на 15 октября 2020 г.).

[28] Vela Solaris, Polysun – Программное обеспечение для моделирования

Energy Systems › POLYSUN, (без даты).

https://www.velasolaris.com/software/?lang=en (по состоянию на

19 ноября 2020 г.).

https://doi.org/10.24084/repqj19.299

RE&PQJ, том № 19, сентябрь 2021 г.

Преимущества пленок гидрогенизированного микрокристаллического оксида кремния N-типа для микроморфных кремниевых солнечных элементов и применение пленок гидрогенизированного микрокристаллического оксида кремния n-типа (n

µ c-SiO:H) в микроморфных солнечных элементах на основе гидрогенизированного аморфного оксида кремния/гидрогенизированного микрокристаллического кремния (a-SiO:H/ µ c-Si:H). .Пленки n µ c-SiO:H с большой оптической шириной запрещенной зоны и низким показателем преломления можно было получить, когда отношение скорости потока диоксида углерода (CO 2 ) к силану (SiH 4 ) было увеличено; однако наблюдался компромисс с электрическими свойствами. Мы применили пленки n µ c-SiO:H в верхней ячейке a-SiO:H и исследовали изменения характеристик ячейки в отношении электрических и оптических свойств пленок. Было обнаружено, что все фотоэлектрические параметры микроморфных кремниевых солнечных элементов с использованием слоя n top µ c-SiO:H улучшаются при увеличении отношения CO 2 /SiH 4 до 0.23, где была достигнута самая высокая начальная эффективность ячейки 10,7%. Повышение напряжения холостого хода (), вероятно, было связано с уменьшением обратного смещения в соединении субэлемента — граница n сверху/p снизу — и лучший туннельно-рекомбинационный переход способствовал улучшению коэффициента заполнения (FF). Кроме того, результаты квантовой эффективности (КЭ) также продемонстрировали функцию промежуточного отражателя пленок n µ c-SiO:H.

1. Введение

Широкозонные материалы на основе оксида кремния широко изучались для применения в тонкопленочных кремниевых солнечных элементах из-за их привлекательных оптических и электрических свойств [1–4].Многие исследовательские группы сообщили о характеристиках легированных бором гидрогенизированных аморфных и микрокристаллических пленок оксида кремния (p a-SiO:H и p µ c-SiO:H) и их применении в качестве оконного слоя солнечных элементов [5, 6]. . Пленки a-SiO:H N-типа и мкм c-SiO:H также были разработаны и применены в однопереходных и многопереходных тонкопленочных кремниевых солнечных элементах [7–11]. Однако в большинстве работ основное внимание уделялось функции промежуточного отражателя пленок n µ c-SiO:H в обычных микроморфных солнечных элементах a-Si:H/ µ c-Si:H и уделялось мало внимания их влиянию на переходная связь и непрерывность зонной диаграммы [7–10].Кроме того, еще не сообщалось о применении пленок n µ c-SiO:H для солнечных элементов на основе a-SiO:H; таким образом, остается еще много места для дальнейших исследований.

Наша группа исследовала широкозонные материалы на основе SiO:H и ранее сообщала о характеристиках солнечных элементов на основе a-SiO:H с однопереходными и многопереходными структурами — a-SiO:H, a-SiO:H/a- Si:H и a-SiO:H/ µ c-Si:H [12–15]. В данной работе мы сосредоточимся на свойствах пленок n µ c-SiO:H и их пригодности для использования в качестве n-поверхностного слоя в микроморфных кремниевых солнечных батареях a-SiO:H/ µ c-Si:H. клетки.Свойства пленок n µ c-SiO:H представлены вместе с характеристиками солнечных элементов из микроморфного кремния.

2. Детали эксперимента
2.1. Приготовление пленок n
µ c-SiO:H Пленки

N µ c-SiO:H были приготовлены методом высокочастотного химического осаждения из газовой фазы (60 МГц VHF-PECVD). Источниками газа были силан (SiH 4 ), водород (H 2 ) и диоксид углерода (CO 2 ), а в качестве источника легирования использовали фосфин (PH 3 ).Для характеристики пленок пленки n µ c-SiO:H были нанесены на подложки из стекла Corning при температуре осаждения 180°C, мощности плазмы 70 мВт/см 2 , давлении осаждения 0,5 Торр, Отношение H 2 /SiH 4 равно 35, отношение PH 3 /SiH 4 равно 0,38, а отношение CO 2 /SiH 4 находится в диапазоне 0~0,28. Толщину пленок поддерживали на уровне около 350 мкм, что измеряли с помощью ступенчатого профилометра. Объемную долю кристаллов () пленок n µ c-SiO:H оценивали с помощью эксперимента по комбинационному рассеянию.Спектры комбинационного рассеяния пленок n µ c-SiO:H в области 400–600?см -1 можно разложить на три спектра. Распределение пиков около 470–475 см -1 приписывается поперечной оптической (ТО) моде аморфного кремния, соответствующая интегральная площадь которой обозначена как . Острый пик, возникающий в районе 519–522?см -1 , соответствует поперечной оптической колебательной моде кристаллического кремния, а связанная с ним интегральная область идентифицируется как .А промежуточный компонент, соответствующий пику около 506–510 см -1 , идентифицируется как . Объемная доля кристаллов рассчитывается с использованием упрощенного эмпирического соотношения следующим образом [16]: Мы измерили данные поглощения ( a ) пленок в видимом диапазоне с помощью УФ/видимого спектрофотометра. Из-за различной структуры пленок от микрокристаллической до аморфной фазы мы избегали графиков Тауца, а для численного представления сдвига в спектрах поглощения определяли , то есть энергию, соответствующую a = 10 4 см -1 , как индикатор относительной оптической ширины запрещенной зоны ().Спектры показателя преломления () пленок оценивали методом спектроскопической эллипсометрии (СЭ) с использованием модели Таука-Лоренца [17]. Темновую проводимость () пленок измеряли в копланарной конфигурации с алюминиевым электродом при комнатной температуре.

2.2. Изготовление микроморфных кремниевых солнечных элементов a-SiO:H/
µ c-Si:H

Мы нанесли пленки n µ c-SiO:H в качестве n верхнего слоя микроморфных кремниевых солнечных элементов со структурой стекло TCO/ZnO/p- µ c-SiO:H/ia-SiO:H/n- µ c-SiO:H/p- µ c-SiO:H/i- µ c-Si:H/n- µ c-Si:H/ZnO/Ag (активная площадь ячейки 0.75 см 2 ). Отметим, что поглощающий слой верхней ячейки представлял собой широкозонную пленку a-SiO:H, а пленки p µ c-SiO:H использовались в качестве p-слоя как в верхней, так и в нижней ячейках. Промежуточного слоя в месте соединения верхней и нижней ячеек не было. Толщины i верхнего a-SiO:H и i нижнего мкм c-Si:H слоев составляли 400 и 1500 мкм соответственно. Соотношение CO 2 /SiH 4 для нанесения верхнего слоя n варьировалось от 0 до 0,28, а остальные условия изготовления ячеек оставались прежними.Толщина верхнего слоя n составляла примерно 30 мкм. Вольт-амперные (-) характеристики солнечных элементов были исследованы при стандартных условиях испытаний — AM1.5, 100 мВт/см 2 и 25°C — в солнечном симуляторе Wacom. Квантовая эффективность (КЭ) солнечных элементов также оценивалась с помощью измерений спектрального отклика.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Свойства пленок n
µ c-SiO:H

На рис. 1 показаны спектры комбинационного рассеяния пленок n µ c-SiO:H, осажденных с различными соотношениями CO 2 /SiH 4 .Видно, что пик, соответствующий кристаллической фазе, пик (), постепенно уменьшался с увеличением соотношения СО 2 /SiH 4 , а аморфный кремний () становился доминирующей фазой при соотношении выше 0,23. Без добавления CO 2 толщина пленки составляла 69%, уменьшаясь до 12% при соотношении CO 2 /SiH 4 , равном 0,28.


Оптическая ширина запрещенной зоны пленок имела тенденцию к увеличению, в то время как показатель преломления, измеренный на длине волны 550 нм, показал противоположное изменение, когда отношение CO 2 /SiH 4 стало выше, как показано на рисунке 2.Включение кислорода в сеть Si:H имеет прямое следствие расширения оптической щели. Часть увеличения оптической ширины запрещенной зоны связана со связями Si-O из-за более сильной энергии связи Si-O по сравнению с Si-Si и Si-H [18]. Добавление атомов кислорода к пленкам Si:H может расширить оптическую запрещенную зону; однако, чем больше участие атомов кислорода, тем ниже проводимость пленок, как показано на рисунке 3.



3.2.Характеристики микроморфных кремниевых солнечных элементов a-SiO:H/
µ c-Si:H

Как показано на рисунке 4, напряжение холостого хода (), плотность тока короткого замыкания () и коэффициент заполнения (FF) солнечной батареи Ячейки явно улучшились, когда пленка n µ c-SiO:H была нанесена в качестве верхнего слоя n вместо пленки n µ c-Si:H (CO 2 /SiH 4 = 0). Наилучшая ячейка с начальной эффективностью преобразования 10,7% при мкВ, мкА/м 2 и FF = 0,67 была достигнута при отношении CO 2 /SiH 4 , равном 0.23, где доля пленки составляла примерно 35%. При более высоком соотношении ячейка начала падать, что привело к снижению эффективности ячейки. Поскольку пленки n µ c-SiO:H обладают широкой оптической шириной запрещенной зоны около 2,3 мкэВ и более высокой плотностью дефектов по сравнению с пленкой n µ c-Si:H, предполагается, что они обеспечивают лучшую непрерывность зонной диаграммы. а также лучший туннельно-рекомбинационный переход на соединении между верхней и нижней ячейками. Как упоминалось ранее, i-й верхний и p-нижний слои в этих солнечных элементах были широкозонными материалами на основе SiO:H.Энергия p-нижнего слоя µ c-SiO:H оценивается примерно в 2,25 мкэВ; таким образом, пленка n µ c-SiO:H с 2,3 мкэВ, вероятно, лучше подходила для нанесения n верхнего слоя для этой структуры ячеек. Предполагалось, что улучшение в должно быть связано с уменьшением обратного смещения на интерфейсе соединения субъячейки — n сверху/p снизу. Последовательное сопротивление () слегка увеличилось, в то время как сопротивление шунта () значительно увеличилось с 1500 до 3200 Ом, когда отношение CO 2 /SiH 4 увеличилось с 0 до 0.28, как показано на рис. 5. Предполагалось, что увеличение должно быть вызвано лучшим туннельным рекомбинационным переходом, способствовавшим улучшению ФП.



Согласно результатам QE, показанным на рис. 6, спектральная характеристика, соответствующая верхней ячейке a-SiO:H, слегка увеличилась, в то время как отклик нижней ячейки µ c-Si:H уменьшился с увеличением CO соотношение 2 /SiH 2 . Это свидетельствует о том, что, помимо обеспечения омической и низкоомной электрической связи между двумя соседними ячейками в солнечном элементе микроморфного кремния a-SiO:H/ µ c-Si:H, пленка n top µ c-SiO:H также работал как промежуточный отражатель для усиления светорассеяния, что подтверждается увеличением спектральной характеристики, соответствующей верхней ячейке.Считалось, что падение отношения CO 2 /SiH 2 , равное 0,28, связано с несоответствием тока между верхней и нижней ячейками.


Экспериментальные результаты подтвердили превосходную многофункциональность пленок n µ c-SiO:H при их применении в микроморфных солнечных элементах a-SiO:H/ µ c-Si:H, в дополнение к обычная структура a-Si:H/ µ c-Si:H. Интересно, что наши микроморфные солнечные элементы a-SiO:H/ µ c-Si:H оказались высокими по сравнению с обычными микроморфными солнечными элементами [7–10] и были дополнительно улучшены, когда n top Был использован слой µ c-SiO:H.Напряжение обычных элементов составляло около 1,38–1,42 мкВ, в то время как солнечные элементы a-SiO:H/ µ c-Si показывали 1,47–1,49 мкВ. Считается, что многопереходные тонкопленочные кремниевые солнечные элементы с высокими высокими температурными коэффициентами (ТК) имеют преимущество [15]. Хотя в настоящее время эффективность микроморфных солнечных элементов a-SiO:H/ µ c-Si ниже, чем у микроморфных солнечных элементов, использующих обычную структуру, ожидается, что их преимущества станут более очевидными, когда элементы будут работать. в высокотемпературной среде.

4. Заключение

Мы разработали пленки n-типа µ c-SiO:H и применили их в качестве n верхнего слоя микроморфного кремния a-SiO:H/ µ c-Si:H солнечного излучения. клетки. Солнечные элементы, использующие слой n top µ c-SiO:H, показали более высокие значения , , и FF, чем элементы со слоем n top µ c-Si:H. Предполагалось, что улучшения в параметрах ячейки должны быть связаны с лучшим туннельным рекомбинационным переходом, лучшей непрерывностью зонной диаграммы на соединении подячейки и, что не менее важно, более эффективным промежуточным отражателем, все из которых были в основном связаны с n µ пленки c-SiO:H в верхней ячейке.

Благодарность

Эта работа была поддержана Управлением кластера и программ (CPM) NSTDA, Таиланд (P-00-10470).

Copyright

Copyright © 2013 Amornrat Limmanee et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Компания Sontor компании Q-Cell расширяет производство тонкопленочных солнечных батарей Micromorph

Дочерняя компания Q-Cells, которая производит микроморфные тонкопленочные солнечные панели, значительно расширяет свое производство, сообщила компания во вторник.

Компания Sontor, основанная в 2006 году, начала массовое производство на своем заводе в Германии в августе прошлого года и в прошлом году выпустила солнечные панели мощностью 3,6 МВт. Солнечная электростанция в Нижней Баварии установила эти панели мощностью 1,6 МВт, которые в настоящее время вырабатывают электроэнергию и подключены к сети, сообщила компания.

Компания Sontor заявила, что в 2007 году начала пилотное производство линии мощностью 8 МВт. С тех пор производственная мощность завода была увеличена до 24 МВт в год. Компания заявила, что одной из ее целей на 2009 год является расширение производства для полного использования оборудования.

Q-Cells заявила, что технология микроморфинга, используемая Sontor, была разработана совместно Q-Cells, Applied Materials в Санта-Кларе, Калифорния, и Исследовательским центром Julich в Германии, согласно веб-сайту Q-Cells.

Объявление дает некоторое представление о прогрессе Applied в области технологии микроморфинга, которая относится к использованию слоя аморфного кремния и слоя микрокристаллического кремния на стекле для изготовления панелей. Этот двухслойный подход, называемый тандемным переходом, представляет собой новую тонкопленочную технологию, представленную сегодня на рынке.

Компания Applied, базирующаяся в Санта-Кларе, штат Калифорния, рассказала о своих клиентах, использующих оборудование для изготовления солнечных панелей из однослойного аморфного кремния. Эти панели не так хороши в преобразовании солнечного света в электричество, как панели с технологией микроморфинга.

Главный конкурент Applied, швейцарская компания Oerlikon Solar, недавно объявила, что один из ее клиентов, Inventux Technologies, начал массовое производство тандемных соединительных элементов с использованием своей технологии микроморфинга.

В прошлом клиенты Oerlikon и Applied боролись за разработку технологии микроморфинга.Oerlikon подала иск против Sunfilm в Германии в прошлом году, утверждая, что план Sunfilm по использованию оборудования Applied для производства солнечных элементов с тандемным соединением нарушает ее патент (см. Oerlikon Solar Sues Sunfilm).

Sunfilm и Q-Cells, среди прочих, ранее оспаривали патент Oerlikon, подав возражения в Европейское патентное ведомство. Q-Cells производит солнечные элементы, используя кристаллический кремний в качестве активного ингредиента, это технология, отличная от той, что предлагает Oerlikon. Но Q-Cells инвестировала в несколько компаний для изучения других типов солнечных технологий, таких как использование кадмия и теллура или комбинации меди, индия, галлия и селена в качестве активных ингредиентов.

И Oerlikon, и Applied работают над улучшением своих предложений, чтобы снизить затраты на производство тандемных соединительных панелей (см. Applied Materials Sees Crunch, Больше клиентов, использующих тонкую пленку в 2009 году и Oerlikon повышает эффективность Fab Line).

В прошлом месяце Applied отказалась комментировать сообщения о том, что этим летом компания представит полный комплект оборудования для изготовления микрокристаллических панелей (см. публикацию Green Light).

Тандемные солнечные элементы Micromorph: оптимизация нижней ячейки из микрокристаллического кремния в однокамерной системе | Интернет-исследования в области здравоохранения и окружающей среды (HERO)

ID ГЕРОЯ

1774785

Тип ссылки

Журнальная статья

Заголовок

Тандемные солнечные элементы Micromorph: оптимизация нижней ячейки из микрокристаллического кремния в однокамерной системе

Авторы)

Чжан Сяо-Дань; Чжэн Синь-Ся; Сюй Шэн-Чжи; Лин Цюань; Вэй Чан-Чунь; Сунь Цзянь; Гэн Синь-Хуа; Чжао Ин

Год

2011

Рецензируется ли эксперт?

1

Журнал

Китайская физика B
ISSN: 1674-1056

Объем

20

Проблема

10

DOI

10.1088/1674-1056/20/10/108801

Идентификатор Web of Science

WOS:00029596

81

Ключевые слова

аморфный и микрокристаллический кремний; однокамерный; солнечные батареи

Новый рекорд эффективности тонкопленочного кремния

Запатентованные солнечные элементы Micromorph® компании Oerlikon и специальное усовершенствованное светопоглощающее стекло Corning в сочетании обеспечивают достижение 11.9-процентная стабилизированная эффективность преобразования в тестах NREL, что побило предыдущий рекорд в 11,7 процента в 2004 году.

Мировой рекорд по себестоимости производства компания. также достигли мирового рекорда по себестоимости производства на ватт в 50 евроцентов за ватт-пик (около 0,64 доллара США).

Технология Micromorph сама по себе является усовершенствованием солнечных элементов из аморфного кремния (элементов a-Si).Проще говоря, тонкопленочные солнечные элементы из аморфного кремния состоят из тонкого слоя кремния, нанесенного на прозрачный проводящий оксид (ТСО).

Технология Oerlikon Micromorph добавляет еще один слой в тандеме с первым. Этот добавленный микрокристаллический поглотитель позволяет солнечному элементу поглощать более широкий спектр света, приближаясь к красному и ближнему инфракрасному спектру, чего не могут сделать обычные кремниевые солнечные элементы.

По данным немецкой компании Oerlikon, это дополнительное поглощение увеличивает эффективность преобразования клеток (скорость, с которой солнечный свет преобразуется в электричество) на 30 процентов.

Запатентованная компанией Corning Inc. технология стекла или остекления гарантирует, что большее количество света будет доступно для поглощения солнечными элементами под ним. Именно таким образом обе компании продолжают совершенствовать тонкопленочный кремний.

О компании Oerlikon

Oerlikon (SIX: OERL) — ведущая высокотехнологичная промышленная группа, специализирующаяся на разработке машин и установок. Компания является поставщиком инновационных промышленных решений и передовых технологий для производства текстиля, тонкопленочных покрытий, приводов, вакуума, систем солнечной энергии и передовых нанотехнологий.

Швейцарская компания со 150-летней традицией, Oerlikon является глобальным игроком с примерно 16 000 сотрудников в 157 офисах в 36 странах и объемом продаж 2,9 млрд швейцарских франков в 2009 году. Компания ежегодно инвестирует более 200 млн швейцарских франков в исследования и разработки, более 1200 специалистов работают над будущими продуктами и услугами. Действующие предприятия занимают первое или второе место на соответствующих мировых рынках.

Примечание: Oerlikon не производит и не продает солнечные панели, они производят и продают производственное оборудование / производственные линии «под ключ» (т.e, ThinFab) и опыт производства тонкопленочных солнечных панелей для различных производителей фотоэлектрических систем, которые затем производят панели.

Для получения дополнительной информации о технологии Micromorph компании Oerlikon Solar щелкните здесь.

Поиск похожих статей

Поскольку на сегодняшний день опубликовано более 400 статей, лучший способ найти дополнительную информацию по теме, затронутой в этом посте, или связанную информацию — использовать наш встроенный инструмент Google Powered для поиска по сайту.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.