BSC - Bifaciale zonnecellen: geschiedenis van de bifacials of twee -afgevaardigde zonnecellen

Gepubliceerd op: 22 januari 2022 / update van: 24 februari 2023 - Auteur: Konrad Wolfenstein

Geschiedenis van de bifaciale of twee -oppervlakte zonnecel - Afbeelding: Xpert.Digital / Sunward Art | Shutterstock.com

Een silicium zonnecel werd voor het eerst gepatenteerd door Russell Ohl in 1946 toen hij in de Bell Labs werkte, en in 1954 door Fuller, Chapin en Pearson publiekelijk gepresenteerd in dezelfde onderzoeksinstelling; Deze eerste suggesties waren echter monofaciale cellen, waarvan de achterkant niet actief zou moeten zijn.

De eerste theoretisch voorgestelde Bifaciale zonnecel is te vinden in een Japans patent met een prioriteitsdatum 4 oktober 1960 door Hiroshi Mori, die werkte voor het bedrijf Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha (Hayakawa Electric Industry Co. Ltd.), die later in de hedendaagse scherpe corporatie ontwikkelde. De voorgestelde cel was een PNP tweerichtingscelstructuur met contactelektroden op twee tegenovergestelde randen.

De eerste demonstraties van bifaciale zonnecellen en panelen werden echter uitgevoerd als onderdeel van het Sovjetruimteprogramma in de militaire Leo -kamerstations Salyut 3 (1974) en Salyut 5 (1976). Deze bifaciale zonnecellen waren van Bordina et al. Ontwikkeld en vervaardigd op de VNIIT (All Union Scientific Research Institute of Energy Sources) in Moskou, die in 1975 de Russische zonne-celfabrikant Kvant werd. In 1974 registreerde dit team een ​​Amerikaans patent waarin de cellen in de vorm van mini-parallel-epipedes waren met een maximale grootte van 1 mm x 1 mm werden voorgesteld, die waren overgeschakeld in de rij zo 100 cellen/cm2 was aanwezig met een maximale grootte van 1 mm x 1 mm, die waren overgeschakeld in de rij zo 100 cellen/cm2 waren aanwezig. Net als bij de BSC's van vandaag, stelden ze het gebruik van isotypische verbindingen pp+ voor in de buurt van een van de lichtrecons. In Saljut 3 vertoonden kleine testpanelen met een totaal celoppervlak van 24 cm2 een toename van de energieopwekking per satellietrotatie als gevolg van de albedo van de aarde met maximaal 34 % in vergelijking met de monofaciale panelen op dat moment. Tijdens de vlucht van het Saljut 5-ruimtestation werd een winst van 17-45 % gevonden door het gebruik van bifaciale panelen (0,48 m2-40 W).

Parallel aan dit Russische onderzoek, voert het Semiconductor Laboratory van de School of Telecommunication Engineering aan de Technische Universiteit van Madrid onder leiding van professor Antonio Luque daarentegen onafhankelijk een uitgebreid onderzoeksprogramma voor de ontwikkeling van bifaciale zonnecellen. Terwijl het octrooi van Mori en de prototypes van de Vniit Kvant in het ruimteschip op kleine cellen zonder metalen roosters gebaseerd waren op het oppervlak en daarom complicaty verbonden waren, meer in de stijl van de micro -elektronische apparaten die op dat moment in hun beginners waren, waren Luque twee Spaanse patenten in 1976 en 1977 en een in de Verenigde Staten in 1977, de voorlopers van de moderne bifaciale cellen. De patenten van Luque waren de eerste die BSC's suggereren met een cel per siliciumschijf, zoals het geval was met monofaciale cellen op dat moment en is nog steeds vandaag, met metalen roosters op beide oppervlakken. Ze hielden rekening met zowel de NPP+-structuur als de PNP -structuren.

De ontwikkeling van BSC's in het Semiconductor -laboratorium werd aangepakt in een drievoudige aanpak, die leidde tot drie doctoraatstheses, geschreven door Andrés Cuevas (1980), Javier Eguren (1981) en Jesús Sangrador (1982), met de eerste twee van Luque die door Dr. Gabriel Sala van dezelfde groep wordt gezien. De doctoraatsthesis van Cuevas bestond uit de constructie van Luque's eerste patent uit 1976, die werd aangeduid als een "transcelle" vanwege de transistorachtige NPN-structuur. In zijn proefschrift ging Egure over de demonstratie van het tweede patent van Luque uit 1977 met een NPP+-dichtprofiel, waarin de PP+isotopia -overgang naast de achterkant van de cel is, wat creëert wat meestal "achteroppervlakveld" (BSF) wordt genoemd in zonneceltechnologie. Dit werk leidde tot verschillende publicaties en extra octrooien. In het bijzonder werd het voordelige effect van het verminderen van de P-doping in de basis, waarbij de reductie van de spanning in de emitterovergang (voorste PN-overgang) werd gecompenseerd door een spanningsverhoging in de achterste isotypische overgang, terwijl tegelijkertijd een hogere diffusielengte van minderheidsdragers mogelijk werd gemaakt, die de elektriciteitslening met bifaciale licht verhoogt. In het proefschrift en het derde ontwikkelingspad van Sangrador aan de technische Universiteit van Madrid werd de zo -aangedekte verticale, rand -lit multiple zonnecel voorgesteld, waarin p+ nn+ worden gestapeld en in de rij worden geschakeld en worden verlicht door hun randen, die geen hoge spanning cellen zijn die geen oppervlaktemetaalgrille voor elektriciteitsuitextractie nodig hebben.

In 1979 werd het Semiconductor-laboratorium omgebouwd tot het Institute for Solar Energy (IES-UPM), dat met Luque als de eerste directeur, het intensieve onderzoek naar Bifacial Solar Cellen tot het eerste decennium van de 21e, bijvoorbeeld ontwikkelde en produceerde twee Braziliaanse doctoraal studenten bij het Instituut voor Solar Energy en Izete met Luque en Izete Bifacial Solar Cell, dat was 18.1 % op het Front en Izete Bifacial Solar Cell, dat was 18. 19,1 % op de achterkant; Een bifaciaal record van 103 % (op dat moment was de recordefficiëntie voor monofaciale cellen iets minder dan 22 %).

• Fotovoltaics in magazijnen, commerciële bars en industriële hallen plan
• Industrieel systeem: plan fotovoltaïsche buitensysteem of open ruimtesysteem
• Solar Systems met fotovoltaïsche planoplossingen voor expediteurs en contractlogistiek
• B2B Solar Systems and Photovoltaics Solutions & Advies

• Bouw en plan zonneport

Solar Modules Advies met Xpert.Solar - Help en tips voor de juiste en geschikte zonnemodule

Konrad Wolfenstein

Ik help u graag als een persoonlijk consultant.

U kunt contact met mij opnemen door het onderstaande contactformulier in te vullen of u gewoon bellen op +49 89 89 674 804  .

Ik kijk uit naar ons gezamenlijke project.

Of boek hier een online afspraak (video -oproep via Microsoft Teams)

Xpert.Digital - Konrad Wolfenstein

Xpert.Digital is een hub voor de industrie met een focus, digitalisering, werktuigbouwkunde, logistiek/intralogistiek en fotovoltaïsche.

Met onze 360 ​​° bedrijfsontwikkelingsoplossing ondersteunen we goed bekende bedrijven, van nieuwe bedrijven tot na verkoop.

Marktinformatie, smarketing, marketingautomatisering, contentontwikkeling, PR, e -mailcampagnes, gepersonaliseerde sociale media en lead koestering maken deel uit van onze digitale tools.

U kunt meer vinden op: www.xpert.Digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus

Bron *21012022-1