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

Gepubliseer op: 22 Januarie 2022 / Update van: 24 Februarie 2023 - Skrywer: Konrad Wolfenstein

Geskiedenis van die bifacial of twee-oppervlak sonsel - 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 bifaciale 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 gekoppel 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 destydse monofaciale panele. 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 van Amerika in 1977, wat voorlopers van moderne bifasiale selle was. 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 aangepak, wat gelei het tot drie doktorale tesisse, geskryf deur Andrés Cuevas (1980), Javier Eguren (1981) en Jesús Sangrador (1982), met die eerste twee van Luque wat deur Dr. gesoek word deur Dr. Gabriel Sala van dieselfde groep. Die doktorale proefskrif deur Cuevas het bestaan ​​uit die konstruksie van Luque se eerste patent uit 1976, wat na verwys is as 'n 'transcelle' vanweë die transistoragtige NPN-struktuur. In sy proefskrif het Egure die demonstrasie van die tweede patent van Luque vanaf 1977 met 'n NPP+DoTing -profiel behandel, waarin die PP+isotopie -oorgang langs die agterkant van die sel is, wat die sonkragtegnologie 'agteroppervlak' (BSF) skep. Hierdie werk het tot verskeie publikasies en bykomende patente gelei. In die besonder is die voordelige effek van die vermindering van die P-doping in die basis, waarin die vermindering van die spanning in die emittor-oorgang (voorste PN-oorgang) vergoed is vir 'n spanningsverhoging in die agterste isotipiese oorgang, terwyl 'n hoër diffusielengte van minderheidsdraers moontlik gemaak is, wat die elektrisiteitsverhoging met 'n bifasiese beligting verhoog. In Sangrador se proefskrif en derde ontwikkelingspad by die Tegniese Universiteit van Madrid, is die SO -afgeronde vertikale, rand -ligte meervoudige sonkrag voorgestel, waarin P+ NN+ opgestapel en in ry oorgeskakel word en deur hul rande verlig word, wat 'n hoë -spanning is wat geen oppervlakmetaalrooster benodig vir elektrisiteitsontginning nie.

In 1979 is die halfgeleierlaboratorium omskep in die Instituut vir Sonenergie (IES-UPM), wat, met Luque as sy 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, saam met Luque, het 'n bifaciale sonsel ontwikkel wat 18,1% aan die voorkant en 19,1% aan die agterkant het. % uitgevoer; '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