BSC – 両面太陽電池: 両面または両面太陽電池の歴史

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公開：2022年1月22日 /更新：2023年2月24日 - 著者： Konrad Wolfenstein

二面科または2表面の太陽電池の歴史 - 画像：Xpert.Digital / Sunward Art | shutterstock.com

シリコン太陽電池は、1946年にベルラボで働いていた1946年にラッセルOHLによって最初に特許を取得し、1954年にフラー、チャピン、ピアソンが同じ研究機関で公に発表しました。ただし、これらの最初の提案はモノフェシアル細胞であり、その背面はアクティブではないはずです。

最初に理論的に提案されている二重層太陽電池は、1960年10月4日、森の明ha川kogyo kogyo kabushiki kaisha（hayakawa Electric Industry Co. Ltd.）で働いていたMoriの優先日の日本の特許に見られます。提案された細胞は、2つの反対側のエッジに接触電極を備えたPNP双方向細胞構造でした。

ただし、バイフェイアリアルソーラーとパネルの最初のデモンストレーションは、軍事レオルームステーションSalyut 3（1974）およびSalyut 5（1976）のソビエト宇宙プログラムの一部として実施されました。これらの二重太陽電池は、ボルディナ等からのものでした。 1975年にロシアの太陽電池メーカーKVANTになったモスクワのVNIIT（すべての組合科学研究所）で開発および製造されました。1974年、このチームは、最大サイズのミニ並列エピペッドの細胞が1 mm x 1 mm x 1 mm x 1 mmが登録された米国の特許を登録しました。今日のBSCと同様に、彼らは光の1つの近くで等型の化合物PP+の使用を提案しました。 Saljut 3では、24 cm2の総細胞表面を持つ小さなテストパネルは、当時のモノ増殖パネルと比較して、地球のアルベドによるエネルギー生成が最大34％増加しました。 Saljut 5 Space Stationの飛行中に、2面パネル（0.48 m2-40 W）の使用により、17〜45％の利益が見つかりました。

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このロシアの研究と並行して、アントニオ・ルク教授の指示の下、マドリード工科大学の電気通信工学部の半導体研究所は、一方で、自立してバイフェイアル太陽電池の開発のための包括的な研究プログラムを実施しています。森の特許と、金属グリルのない小さなセルの宇宙船の宇宙船におけるvniit kvantのプロトタイプは表面に基づいており、したがって複雑に接続されていましたが、当時の微小電子デバイスのスタイルがありましたが、ルクは1976年と1977年の米国の携帯電話の2つのスペイン人の客に到達しました。 Luqueの特許は、当時のモノファシアル細胞の場合と同様に、シリコン椎間板ごとに細胞を含むBSCを提案した最初のものでした。彼らは、NPP+構造とPNP構造の両方を考慮に入れました。

半導体研究所でのBSCの開発はトリプルアプローチで取り組まれ、アンドレスクエバス（1980）、ハビエルエグレン（1981）、ヘススサングラドル（1982）によって書かれた3つの博士論文につながり、ルークの最初の2人が同じグループからガブリエルサラ博士によって見られました。クエバスによる博士論文は、1976年からのルクの最初の特許の建設で構成されていました。これは、トランジスタのようなNPN構造により「トランスセル」と呼ばれていました。彼の論文では、Egureは1977年からのLuqueの2番目の特許のデモンストレーションをNPP+dotingプロファイルで扱いました。このプロファイルでは、セルの背面の隣にPP+同位体遷移があり、太陽電池技術の「背面表面磁場」（BSF）と呼ばれるものが作成されます。この作業は、いくつかの出版物と追加の特許につながりました。特に、エミッタ遷移（フロントPN遷移）の電圧の減少が後部アイソタイプ遷移の電圧増加により補償されたと同時に、少数派のキャリアのより高い拡散長が可能になり、電気的levyを伴う電気的な照明を増やすことで補償されたベースのPドーピングを減らすことの有利な効果が補償されます。マドリード工科大学のサングラドールの論文と第三の開発経路では、P+ nn+が積み上げられて列に切り替えられ、電気抽出には表面金属グリルを必要としない高い電圧細胞であるエッジに照らされる、垂直に照らされた、エッジ照明の複数の太陽電池が示唆されました。

両面太陽電池の主な利点

さらなる発電量の向上: P 型太陽電池と比較して、N 型太陽電池は効率が大幅に向上する傾向があります。両面受光型太陽電池は、両面受光型の発電能力と高いシステム効率により応用の可能性が広がり、降雪地域や屋根、フェンス、防音壁などの分散型発電システムに特に適しています。

セル裏面効率は19%以上に達し、入射バックライトを使用してシステムの発電容量を向上させることができ、単位面積容量は最大10%〜30%増加します。

両面セル技術を備えたガラスモジュールを使用すると、モジュールの前面と背面の両方で光が取り込まれます。光の使用量を増やすと、モジュールの効率が向上します。モジュールのアクティブな背面を介して最大 360 Wp の総電力を達成できます (前面のみ 290 Wp / 合計 320 ～ 360 Wp)。

効率の向上は、放射線の状況 (大気と背景) によって異なります。

二面太陽光モジュールを備えた太陽系 - 例