BSC – Bifacial Solar Cells: A bifaciális vagy kétfelületű napelem története

Megjelent: 2022. január 22. / Frissítés: 2023. február 24. - Szerző: Konrad Wolfenstein

A bifaciális vagy kétfelületű napelem története - Kép: Xpert.Digital / Sunward Art|Shutterstock.com

A szilícium napelemet először Russell Ohl szabadalmaztatta 1946-ban, amikor a Bell Labsnál dolgozott, és Fuller, Chapin és Pearson nyilvánosan bemutatta ugyanabban a kutatóintézetben 1954-ben; Ezek a kezdeti javaslatok azonban olyan monofaciális sejteket tartalmaztak, amelyek hátsó részét nem szánták aktívnak.

Az első elméletileg javasolt bifaciális napelem egy japán szabadalomban található, amelynek elsőbbségi dátuma 1960. október 4. Hiroshi Mori, aki a később kifejlesztett Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha (Hayakawa Electric Industry Co. Ltd.) cégnél dolgozott. a mai Sharp Corporation-be. A javasolt cella egy PNP kettős cellás szerkezet volt, érintkező elektródákkal két ellentétes élen.

A bifaciális napelemek és -panelek első bemutatóit azonban a szovjet űrprogram részeként a Saljut 3 (1974) és Szaljut 5 (1976) katonai LEO űrállomásokon hajtották végre. Ezeket a bifaciális napelemeket Bordina és munkatársai fejlesztették ki. A moszkvai VNIIT-ben (All Union Scientific Research Institute of Energy Sources) fejlesztették és gyártották, amely 1975-ben az orosz napelemgyártó KVANT lett. 1974-ben ez a csapat benyújtott egy amerikai szabadalmat, amelyben a cellákat mini-párhuzamos csövek formájában javasolták, legfeljebb 1 mm x 1 mm x 1 mm méretűek, és sorba kapcsolva 100 cella/cm2 teljesítményt biztosítanak. A mai BSC-ekhez hasonlóan pp+ izotipikus vegyületek alkalmazását javasolták az egyik fényt befogadó felület közelében. A Salyut 3-ban a kisméretű, 24 cm2-es teljes cellaterületű kísérleti panelek a Föld albedójának köszönhetően akár 34%-kal is megnövelték az energiatermelést műholdfordulatonként az akkori monofaciális panelekhez képest. A Salyut 5 űrállomás repülése során 17-45%-os nyereséget figyeltek meg bifaciális panelek (0,48 m2 - 40 W) használatával.

Ezzel az orosz kutatással párhuzamosan, a vasfüggöny túloldalán a Madridi Műszaki Egyetem Távközlési Mérnöki Karának félvezető laboratóriuma Antonio Luque professzor vezetésével önállóan végez átfogó kutatási programot az iparilag alkalmazható anyagok fejlesztésére. bifaciális napelemek. Míg Mori szabadalma és az űrszondában lévő VNIIT-KVANT prototípusok apró cellákon alapultak, amelyeknek a felületén nem voltak fémrácsok, és ezért bonyolultan összekapcsolódtak, inkább a mikroelektronikai eszközök stílusában, mint korai szakaszában, a Luque két spanyol szabadalommal fog rendelkezni. 1976-ban és 1977-ben, valamint egyet az Egyesült Államokban 1977-ben, amelyek a modern bifaciális sejtek előfutárai voltak. A Luque szabadalmai voltak az elsők, amelyek szilícium lapkánként egy cellával rendelkező BSC-ket javasoltak, ahogy az akkori és ma is a monofaciális cellák esetében, mindkét felületen fémrácsokkal. Figyelembe vették az npp+ és a pnp struktúrákat is.

A BSC -k fejlesztését a félvezető laboratóriumban hármas megközelítéssel foglalkoztak, amely három doktori tézishez vezetett, Andrés Cuevas (1980), Javier Eguren (1981) és Jesús Sangrador (1982) írta, az első kettő Luque -t Dr. Dr. gondozta. Gabriel Sala ugyanabból a csoportból. A Cuevas által végzett doktori értekezés a Luque első szabadalmának 1976-os építéséből állt, amelyet tranzisztorszerű NPN-szerkezete miatt „Transcelle” -nek neveztek. Disszertációjában Egure 1977 -től a Luque második szabadalmának demonstrációjával foglalkozott egy npp+doting profilral, amelyben a PP+izotopia átmenete a cella hátulja melletti, amely általában úgynevezett „hátsó felszíni mezőt” (BSF) hozza létre a napelem technológiájában. Ez a munka számos publikációhoz és további szabadalomhoz vezetett. Különösen az alapon a P-dopping csökkentésének előnyös hatása, amelyben a kibocsátási átmenet feszültségének csökkentését (az első PN-átmenet) kompenzálták a hátsó izotípusos átmenet feszültségének növekedésével, míg a kisebbségi hordozók nagyobb diffúziós hossza egyidejűleg növeli a villamosenergia-díjat a bifacialis megvilágítással. A Madridi Műszaki Egyetemen a Sangrador disszertációjában és a harmadik fejlesztési útjában az SO -val felnevezett függőleges, szélsőséges többszörös napelemeket javasolták, amelyekben a P+ NN+ egymásra van rakva és sorba váltják, és szélükkel megvilágítják őket, amelyek nagyfeszültség -sejtek, amelyek nem igényelnek felszíni fémrácsot az elektromosság kivonásához.

1979-ben a félvezető laboratóriumot a Napenergia Intézetté (IES-UPM) alakították át, amely Luque-val az első igazgatóval a 21. század első évtizedéig folytatta a bifaciális napelemek intenzív kutatását A Solar Energy Institute of Solar Energy két brazil végzős hallgatója, Adriano kifejlesztett és gyártott Moehlecke, Izete Zanesco pedig Luque-val közösen kifejlesztett egy bifaciális napelemet, amelynek elülső része 18,1%, hátul 19,1%. % teljesített; 103%-os bifaciális rekord (akkor a monofaciális sejtek rekordhatékonysága valamivel 22% alatti volt).

• Napelemek tervezése raktárakba, kereskedelmi csarnokokba és ipari csarnokokba
• Ipari üzem: Tervezzen egy fotovoltaikus szabadtéri rendszert vagy nyílttéri rendszert
• Tervezzen napelemes rendszereket fotovoltaikus megoldásokkal a szállítmányozáshoz és a szerződéses logisztikához
• B2B napelemes rendszerek és fotovoltaikus megoldások és tanácsadás

• Napelemes autóbeálló építése és tervezése

Napelemes modul tanácsadás az Xpert.Solar segítségével – segítség és tippek a megfelelő és megfelelő napelem modulhoz

Konrad Wolfenstein

Szívesen szolgálok személyes tanácsadójaként.

Felveheti velem a kapcsolatot az alábbi kapcsolatfelvételi űrlap kitöltésével, vagy egyszerűen hívjon a +49 89 89 674 804  .

Nagyon várom a közös projektünket.

Vagy foglaljon online időpontot itt (videohívás a Microsoft Teams-en keresztül)

Xpert.Digital – Konrad Wolfenstein

Az Xpert.Digital egy ipari központ, amely a digitalizációra, a gépészetre, a logisztikára/intralogisztikára és a fotovoltaikára összpontosít.

360°-os üzletfejlesztési megoldásunkkal jól ismert cégeket támogatunk az új üzletektől az értékesítés utáni értékesítésig.

Digitális eszközeink részét képezik a piaci intelligencia, a marketing, a marketingautomatizálás, a tartalomfejlesztés, a PR, a levelezési kampányok, a személyre szabott közösségi média és a lead-gondozás.

További információ: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus

Forrás *21012022-1