BSC - Двусторонние солнечные элементы: история двусторонних или двухповерхностных солнечных элементов.

Опубликовано: 22 января 2022 года / Обновление с: 24 февраля 2023 г. - Автор: Конрад Вольфенштейн

История двустороннего или двухповерхностного солнечного элемента — Изображение: Xpert.Digital / Sunward Art|Shutterstock.com

Кремниевый солнечный элемент был впервые запатентован Расселом Олом в 1946 году, когда он работал в Bell Labs, и публично продемонстрирован Фуллером, Чапином и Пирсоном в том же исследовательском центре в 1954 году; Однако эти первоначальные предложения включали монофациальные клетки, задняя часть которых не была предназначена для активной деятельности.

Первый теоретически предложенный двусторонний солнечный элемент можно найти в японском патенте с приоритетной датой 4 октября 1960 года Хироши Мори, который работал в компании Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha (Hayakawa Electric Industry Co. Ltd.), которая позже разработала в сегодняшнюю корпорацию Sharp. Предлагаемая ячейка представляла собой двухъячеечную структуру PNP с контактными электродами на двух противоположных краях.

Однако первые демонстрации двусторонних солнечных элементов и панелей были проведены в рамках советской космической программы на военных низкоорбитальных космических станциях «Салют-3» (1974 г.) и «Салют-5» (1976 г.). Эти двусторонние солнечные элементы были разработаны Бординой и др. Разработан и изготовлен во ВНИИТ (Всесоюзный научно-исследовательский институт источников энергии) в Москве, который в 1975 году стал российским производителем солнечных элементов КВАНТ. В 1974 году эта группа подала патент США, предложив ячейки в форме мини-параллельных трубок с максимальным размером 1 мм х 1 мм х 1 мм, соединенных последовательно, чтобы обеспечить 100 ячеек/см2. Как и в современных БСК, они предложили использовать изотипические соединения pp+ вблизи одной из светопринимающих поверхностей. В «Салюте-3» небольшие экспериментальные панели с общей площадью ячеек 24 см2 показали увеличение выработки энергии за один оборот спутника за счет альбедо Земли до 34% по сравнению с однофациальными панелями того времени. Во время полета орбитальной станции «Салют-5» наблюдался выигрыш в 17-45% при использовании двусторонних панелей (0,48 м2 – 40 Вт).

Параллельно с этими российскими исследованиями, по другую сторону железного занавеса, лаборатория полупроводников Школы телекоммуникационной инженерии Мадридского технического университета под руководством профессора Антонио Луке самостоятельно реализует комплексную исследовательскую программу по разработке промышленно применимых двусторонние солнечные элементы. В то время как патент Мори и прототипы ВНИИТ-КВАНТ на космическом корабле основывались на крошечных ячейках без металлической сетки на поверхности и поэтому были запутанно связаны, больше в стиле микроэлектронных устройств, находящихся на ранних стадиях их создания, у Луке будет два испанских патента. в 1976 и 1977 годах и один в США в 1977 году, которые были предшественниками современных двусторонних клеток. Патенты Люке были первыми, в которых были предложены BSC с одной ячейкой на кремниевую пластину, как это было в случае с односторонними ячейками тогда и до сих пор, с металлическими решетками на обеих поверхностях. Они рассматривали как структуру npp+, так и структуру pnp.

Развитие BSC в полупроводниковой лаборатории была решена в тройном подходе, который привел к трем докторантуру, написанным Андресом Куэвасом (1980), Хавьером Эгуреном (1981) и Хесусом Санградором (1982), а первые два Луке были просмотрены доктором. Габриэль Сала из той же группы. Докторская диссертация Cuevas состояла из строительства первого патента Лука из 1976 года, который был назван «трансселем» из-за ее транзистоподобной структуры NPN. В своей диссертации Эгур имел дело с демонстрацией второго патента Лука с 1977 года с профилем NPP+Doting, в котором переход изотопии PP+рядом с задней частью ячейки создает то, что обычно называется «поле задней поверхности» (BSF) в технологии солнечных клеток. Эта работа привела к нескольким публикациям и дополнительным патентам. В частности, выгодный эффект уменьшения p-лечения в основании, при котором снижение напряжения в переходе излучателя (передний переход PN) был компенсировано увеличением напряжения в заднем изотипном переходе, в то время как в то же время была стала более высокой длиной диффузии меньшинств, что увеличивает уровень электроэнергии с бифакационным освещением. В Техническом университете Мадрида предлагалось диссертация Санградора и третий путь развития в техническом университете Мадрида, было предложено, в котором сложенные вертикальные, лицевые солнечные элементы, в которых P+ NN+ сложены и переключается в строки и освещаются их краями, которые представляют собой клетки высокого напряжения, которые не требуют поверхностной металлической решетки для извлечения электричества.

В 1979 году лаборатория полупроводников была преобразована в Институт солнечной энергии (IES-UPM), который под руководством Луке в качестве первого директора продолжал интенсивные исследования двусторонних солнечных элементов вплоть до первого десятилетия XXI века.Например, в 1994 году Два бразильских аспиранта Института солнечной энергии Адриано разработали и произвели Мёлеке, а Изете Занеско вместе с Люке разработали двусторонний солнечный элемент, эффективность которого составила 18,1% на передней и 19,1% на задней стороне; двусторонний рекорд составил 103% (в то время рекордная эффективность для однофациальных клеток составляла чуть менее 22%).

• Планируйте фотоэлектрические системы для складов, коммерческих и промышленных помещений.
• Промышленное предприятие: спланируйте фотоэлектрическую систему под открытым небом или систему открытого пространства.
• Планируйте солнечные системы с фотоэлектрическими решениями для экспедирования грузов и контрактной логистики.
• Солнечные системы B2B, фотоэлектрические решения и консультации

• Постройте и спланируйте солнечный навес для машины

Консультации по солнечному модулю с Xpert.Solar – помощь и советы по выбору правильного и подходящего солнечного модуля

Конрад Вольфенштейн

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму ниже или просто позвоните мне по телефону +49 89 89 674 804  .

Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.

Или запишитесь на онлайн-встречу прямо здесь (видеозвонок через Microsoft Teams)

Xpert.Digital – Конрад Вольфенштейн

Xpert.Digital — это промышленный центр с упором на цифровизацию, машиностроение, логистику/внутреннюю логистику и фотоэлектрическую энергетику.

С помощью нашего решения для развития бизнеса на 360° мы поддерживаем известные компании, начиная с нового бизнеса и заканчивая послепродажным обслуживанием.

Аналитика рынка, маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые кампании, персонализированные социальные сети и привлечение потенциальных клиентов являются частью наших цифровых инструментов.

Дополнительную информацию можно узнать на сайте: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus

Источник *21012022-1