Историја бифацијалне или двоповршинске соларне ћелије – Слика: Xpert.Digital / Sunward Art|Shutterstock.com
Силицијумску соларну ћелију је први пут патентирао Расел Ол 1946. године док је радио у Беловим лабораторијама, а јавно су је демонстрирали Фулер, Чепин и Пирсон 1954. године у истој истраживачкој институцији; међутим, ови рани предлози биле су монофацијалне ћелије, чија задња страна није била намењена да буде активна.
Прва теоретски предложена двострана соларна ћелија може се наћи у јапанском патенту од 4. октобра 1960. године, који је објавио Хироши Мори, који је радио за Хајакава Денки Когјо Кабушики Каиша (Хајакава Електрик Индустри Ко. Лтд.), која је касније постала Шарп Корпорација. Предложена ћелија је била пнп двострана структура са контактним електродама на две супротне ивице.
Прве демонстрације двостраних соларних ћелија и панела, међутим, спроведене су као део совјетског свемирског програма на војним нискооријентисаним свемирским станицама Саљут 3 (1974) и Саљут 5 (1976). Ове двостране соларне ћелије развили су и произвели Бордина и др. у ВНИИТ-у (Свесавезном научноистраживачком институту за изворе енергије) у Москви, који је 1975. године постао руски произвођач соларних ћелија КВАНТ. Године 1974, овај тим је поднео амерички патент предлажући ћелије у облику мини-паралелних цеви максималне величине 1 мм x 1 мм x 1 мм, повезаних серијски да би се постигла густина од 100 ћелија/цм². Као и код данашњих БСЦ-ова, предложили су употребу изотипских pp+ једињења у близини једне од површина које примају светлост. У Саљуту 3, мали експериментални панели са укупном површином ћелија од 24 цм² показали су повећање производње енергије по сателитској орбити до 34% у поређењу са монофацијалним панелима који су се тада користили, због Земљиног албеда. Током лета свемирске станице Саљут 5, примећен је добитак од 17–45% захваљујући употреби двофацијалних панела (0,48 м² – 40 W).
ПДФ-ови: Занимљиви подаци, бројке и графикони о силицијуму и литијуму
Паралелно са овим руским истраживањем, са друге стране Гвоздене завесе, полупроводничка лабораторија Школе за телекомуникационо инжењерство на Техничком универзитету у Мадриду, под руководством професора Антонија Лукеа, независно је спроводила свеобухватни истраживачки програм за развој индустријски применљивих двостраних соларних ћелија. Док су Моријев патент и прототипови свемирске летелице VNIIT-KVANT били засновани на сићушним ћелијама без металне решетке на површини и стога су били сложено међусобно повезани, више у стилу микроелектронских уређаја тада у њиховом повоју, Луке је поднео два шпанска патента 1976. и 1977. године и један у Сједињеним Државама 1977. године, који су били претече модерних двостраних ћелија. Лукеови патенти су били први који су предложили BSC-ове са једном ћелијом по силицијумској плочици, као што је био случај са моностраним ћелијама у то време, а и данас јесте, са металним решеткама на обе површине. Разматрали су и npp+ и pnp структуре.
Развоју баснословних електричних кола (BSC) у полупроводничкој лабораторији приступљено је на троструки начин, што је резултирало са три докторске дисертације Андреса Куеваса (1980), Хавијера Егурена (1981) и Хесуса Санградора (1982). Прве две је руководио Луке, а трећу др Габријел Сала из исте групе. Куевасова дисертација се односила на конструкцију Лукеовог првог патента из 1976. године, који је, због своје npn структуре сличне транзистору, назван „трансћелија“. Егуренова дисертација се фокусирала на демонстрирање Лукеовог другог патента из 1977. године, који садржи npp+ профил допирања где се спој изотопа pp+ налази поред задње површине ћелије, стварајући оно што се обично назива „поље задње површине“ (BSF) у технологији соларних ћелија. Овај рад је довео до неколико публикација и додатних патената. Посебно је био значајан користан ефекат смањења p-допирања у бази, јер је смањење напона на емитерском споју (предњи pn спој) компензовано повећањем напона на задњем изотипском споју, уз истовремено омогућавање веће дифузионе дужине мањинских носилаца, што повећава излаз струје под двостраним осветљењем. У Санградоровој дисертацији и трећем развојном приступу на Техничком универзитету у Мадриду, предложена је такозвана вертикална, вишеспојна соларна ћелија осветљена ивицама, у којој су p+nn+ ћелије наслагане и повезане серијски и осветљене са својих ивица. То су високонапонске ћелије којима није потребна површинска метална мрежа за генерисање струје.
Главне предности двокрилних соларних ћелија
Додатни добици у производњи енергије: У поређењу са соларним ћелијама типа П, соларне ћелије типа Н имају тенденцију значајног повећања ефикасности. Двостране соларне ћелије, са својим двостраним капацитетом производње и већом ефикасношћу система, имаће ширу перспективу примене и посебно су погодне за подручја са обилним снежним падавинама и дистрибуиране системе производње као што су кровови, ограде и баријере за заштиту од буке.
Ефикасност задње стране ћелије може достићи више од 19%, а упадни задњи зраци могу се користити за побољшање производног капацитета система, при чему је повећање капацитета по јединици површине до 10% ~ 30%.
Стаклени модул са технологијом бифацијалних ћелија хвата светлост и на предњој и на задњој страни модула. Повећање хватања светлости побољшава ефикасност модула. До 360 Wp укупне снаге може се постићи преко активне задње стране модула (290 Wp само на предњој страни / 320–360 Wp укупно).
Повећање ефикасности зависи од радијационе ситуације (атмосфере и позадине).
Соларни систем са двостраним соларним модулима - пример
Године 1979, полупроводничка лабораторија је трансформисана у Институт за соларну енергију (IES-UPM), који је, са Лукеом као првим директором, наставио интензивна истраживања двостраних соларних ћелија у првој деценији 21. века. На пример, 1994. године, два бразилска докторанда на Институту за соларну енергију, Адријано Мелеке и Изете Занеско, заједно са Лукеом, развили су и произвели двострану соларну ћелију која је постигла ефикасност од 18,1% на предњој и 19,1% на задњој страни; двострани рекорд од 103% (у то време, рекордна ефикасност за моностране ћелије била је нешто мање од 22%).
📣 Прави и одговарајући соларни модули за индустрију, малопродају и општине
Све из једног извора: решења соларних модула посебно прилагођена вашем фотонапонском систему! Рефинансирајте или компензујте своју будућност сопственом производњом електричне енергије.
🎯 За инсталатере соларних система, водоинсталатере, електричаре и кровњаре
Консултације и планирање, укључујући необвезујућу процену трошкова. Повезујемо вас са јаким партнерима у области фотонапонске енергије.
👨🏻 👩🏻 👴🏻 👵🏻 За приватна домаћинства
Регионално смо присутни широм немачког говорног подручја. Имамо поуздане партнере који ће вас саветовати и реализовати ваше жеље.
- Планирање фотонапонских система на складиштима, пословним зградама и индустријским објектима
- Индустријски погон: Планирање фотонапонског система отвореног поља или система отвореног простора
- Планирање соларних система са фотонапонским решењима за шпедитерске компаније и уговорну логистику
- B2B соларни системи и фотонапонска решења и консалтинг
Консултације о соларним модулима са Xpert.Solar – помоћ и савети за прави и одговарајући соларни модул
Konrad Wolfenstein
Било би ми драго да вам будем лични саветник.
Можете ме контактирати попуњавањем контакт форме испод или ме једноставно позовите на +49 7348 4088 965 .
Радујем се нашем заједничком пројекту.
Пиши ми
Xpert.Digital – Konrad Wolfenstein
Xpert.Digital је центар за индустрију фокусиран на дигитализацију, машинство, логистику/интралогистику и фотонапонске системе.
Са нашим решењем за развој пословања од 360°, пружамо подршку реномираним компанијама, од нових пословања до постпродајних услуга.
Тржишна интелигенција, маркетиншки маркетинг, маркетиншка аутоматизација, развој садржаја, односи с јавношћу, мејлинг кампање, персонализоване друштвене мреже и неговање потенцијалних клијената су део наших дигиталних алата.
Више информација можете пронаћи на: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus
Останите у контакту
