BSC – Bifacial Solar Cells: Geskiedenis van die bifacial of twee-oppervlak sonselle

Gepubliseer op: 22 Januarie 2022 / Opdatering vanaf: 24 Februarie 2023 - Skrywer: Konrad Wolfenstein

Geskiedenis van die twee- of twee-oppervlak sonnesel - Beeld: Xpert.Digital / Sunward Art|Shutterstock.com

’n Silikon-sonsel is vir die eerste keer in 1946 deur Russell Ohl gepatenteer terwyl hy by Bell Labs gewerk het en in 1954 in die openbaar gedemonstreer deur Fuller, Chapin en Pearson by dieselfde navorsingsfasiliteit; Hierdie aanvanklike voorstelle het egter monofaciale selle behels, waarvan die agterkant nie bedoel was om aktief te wees nie.

Die eerste teoreties voorgestelde tweevlak-sonsel kan gevind word in 'n Japannese patent met 'n prioriteitsdatum van 4 Oktober 1960 deur Hiroshi Mori, wat vir die maatskappy Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha (Hayakawa Electric Industry Co. Ltd.) gewerk het, wat later ontwikkel het in vandag se Sharp Corporation. Die voorgestelde sel was 'n PNP-dubbelselstruktuur met kontakelektrodes op twee teenoorgestelde kante.

Die eerste demonstrasies van tweevlak-sonselle en -panele is egter as deel van die Sowjet-ruimteprogram in die militêre LEO-ruimtestasies Salyut 3 (1974) en Salyut 5 (1976) uitgevoer. Hierdie bifaciale sonselle is ontwikkel deur Bordina et al. ontwikkel en vervaardig by VNIIT (All Union Scientific Research Institute of Energy Sources) in Moskou, wat in 1975 die Russiese sonselvervaardiger KVANT geword het. In 1974 het hierdie span 'n Amerikaanse patent ingedien wat die selle voorstel in die vorm van mini-parallelle pype met 'n maksimum grootte van 1 mm x 1 mm x 1 mm, wat in serie verbind is om 100 selle/cm2 te verskaf. Soos met vandag se BSC's, het hulle die gebruik van isotipiese verbindings pp+ naby een van die lig-ontvangende oppervlaktes voorgestel. In Salyut 3 het klein eksperimentele panele met 'n totale seloppervlakte van 24 cm2 'n toename in energieproduksie per satellietomwenteling as gevolg van die Aarde se albedo met tot 34% getoon in vergelyking met die monofaciale panele van destyds. Tydens die vlug van die Salyut 5-ruimtestasie is 'n wins van 17-45% waargeneem met behulp van tweevlakpanele (0,48 m2 - 40 W).

Parallel met hierdie Russiese navorsing, aan die ander kant van die Ystergordyn, voer die halfgeleierlaboratorium van die Skool vir Telekommunikasie-ingenieurswese van die Tegniese Universiteit van Madrid, onder leiding van professor Antonio Luque, onafhanklik 'n omvattende navorsingsprogram uit om industrieel toepaslik te ontwikkel bifaciale sonselle. Terwyl Mori se patent en die VNIIT-KVANT-prototipes in die ruimtetuig gebaseer was op klein selle met geen metaalrooster op die oppervlak nie en dus ingewikkeld verbind was, meer in die styl van die mikro-elektroniese toestelle as in hul vroeë stadiums, sal Luque twee Spaanse patente hê in 1976 en 1977 en een in die Verenigde State in 1977, wat voorlopers was van moderne bifasiale selle. Luque se patente was die eerste om BSC's met een sel per silikonwafel voor te stel, soos die geval was met monofaciale selle toe en vandag nog is, met metaalroosters op albei oppervlaktes. Hulle het beide die npp+-struktuur en die pnp-strukture oorweeg.

Die ontwikkeling van BSC's in die halfgeleierlaboratorium is in 'n drievoudige benadering benader, wat gelei het tot drie doktorale proefskrifte, geskryf deur Andrés Cuevas (1980), Javier Eguren (1981) en Jesús Sangrador (1982), die eerste twee onder toesig van Luque en die derde deur Dr. Gabriel Sala van dieselfde groep. Cuevas se doktorale werk het bestaan ​​uit die konstruksie van Luque se eerste patent in 1976, wat 'n "transsel" genoem is as gevolg van sy transistoragtige npn-struktuur. In sy proefskrif het Eguren die demonstrasie van Luque se tweede patent van 1977 aangespreek met 'n npp+ dopingprofiel waarin die pp+ isotopiese aansluiting langs die agterkant van die sel lê, wat skep wat in sonseltegnologie algemeen na verwys word as "agteroppervlakveld ( BSF). Hierdie werk het gelei tot verskeie publikasies en bykomende patente. In die besonder, die voordelige effek van die vermindering van die p-doping in die basis, waar die vermindering in spanning in die emittor-aansluiting (voorste pn-aansluiting) vergoed is deur 'n spanningsverhoging in die agterste isotipiese aansluiting, terwyl dit terselfdertyd 'n hoër diffusielengte van minderheidsdraers, wat die kraguitset met bifacial beligting verhoog. Sangrador se proefskrif en derde ontwikkelingspad aan die Tegniese Universiteit van Madrid het die sogenaamde vertikale randverligte meervoudige aansluiting-sonsel voorgestel, waarin p+nn+ gestapel en in serie verbind word en vanaf hul rande verlig word, wat hoëspanningselle is wat nie 'n oppervlakmetaalrooster benodig nie, benodig elektrisiteitsopwekking.

In 1979 is die halfgeleier-laboratorium omskep in die Instituut vir Sonenergie (IES-UPM), wat, met Luque as die eerste direkteur, intensiewe navorsing oor tweevlak-sonselle voortgesit het tot die eerste dekade van die 21ste eeu. Byvoorbeeld, in 1994 , twee Brasiliaanse gegradueerde studente by die Instituut vir Sonenergie, Adriano, het Moehlecke ontwikkel en vervaardig en Izete Zanesco het saam met Luque 'n bifaciale sonsel ontwikkel wat 18,1% aan die voorkant en 19,1% aan die agterkant presteer het; 'n bifaciale rekord van 103% (destyds was die rekorddoeltreffendheid vir monofaciale selle net minder as 22%).

• Beplan fotovoltaïese vir pakhuise, kommersiële sale en industriële sale
• Nywerheidsaanleg: Beplan 'n fotovoltaïese opelugstelsel of oopruimtestelsel
• Beplan sonkragstelsels met fotovoltaïese oplossings vir vragversending en kontraklogistiek
• B2B sonkragstelsels en fotovoltaïese oplossings en advies

• Bou en beplan sonkragmotorafdak

Sonkragmodule-advies met Xpert.Solar – hulp en wenke vir die regte en geskikte sonkragmodule

Konrad Wolfenstein

Ek sal graag as jou persoonlike adviseur dien.

Jy kan my kontak deur die kontakvorm hieronder in te vul of my eenvoudig by +49 89 89 674 804  .

Ek sien uit na ons gesamentlike projek.

Of bespreek 'n aanlyn afspraak hier (video-oproep via Microsoft Teams)

Xpert.Digital – Konrad Wolfenstein

Xpert.Digital is 'n spilpunt vir die industrie met 'n fokus op digitalisering, meganiese ingenieurswese, logistiek/intralogistiek en fotovoltaïese.

Met ons 360° besigheidsontwikkelingsoplossing ondersteun ons bekende maatskappye van nuwe besigheid tot naverkope.

Markintelligensie, smarketing, bemarkingsoutomatisering, inhoudontwikkeling, PR, posveldtogte, persoonlike sosiale media en loodversorging is deel van ons digitale hulpmiddels.

Jy kan meer uitvind by: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus

Bron *21012022-1