BSC – Çift Yüzeyli Güneş Pilleri: Çift yüzeyli veya iki yüzeyli güneş pilinin tarihi
Available in 27 languages 📢
Google'da Xpert.Digital'i tercih edinⓘYayınlanma tarihi: 22 Ocak 2022 / Güncelleme tarihi: 24 Şubat 2023 – Yazar: Konrad Wolfenstein
Çift yüzeyli veya iki yüzeyli güneş pilinin tarihi – Görsel: Xpert.Digital / Sunward Art|Shutterstock.com
Silikon güneş pili ilk olarak 1946'da Bell Labs'te çalışan Russell Ohl tarafından patentlendi ve 1954'te aynı araştırma kurumunda Fuller, Chapin ve Pearson tarafından kamuoyuna tanıtıldı; ancak bu ilk öneriler, arka yüzünün aktif olması amaçlanmayan tek yüzlü hücrelerdi.
Teorik olarak önerilen ilk çift taraflı güneş pili, daha sonra Sharp Corporation adını alan Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha (Hayakawa Elektrik Sanayi Şirketi) için çalışan Hiroshi Mori'ye ait, 4 Ekim 1960 tarihli bir Japon patentinde bulunabilir. Önerilen pil, iki zıt kenarında temas elektrotları bulunan bir pnp çift taraflı yapıydı.
Çift taraflı güneş pilleri ve panellerinin ilk gösterimleri, Sovyet uzay programının bir parçası olarak, askeri alçak Dünya yörüngesi uzay istasyonları Salyut 3 (1974) ve Salyut 5'te (1976) gerçekleştirildi. Bu çift taraflı güneş pilleri, 1975 yılında Rus güneş pili üreticisi KVANT haline gelen Moskova'daki VNIIT'te (Tüm Birlik Enerji Kaynakları Bilimsel Araştırma Enstitüsü) Bordina ve arkadaşları tarafından geliştirildi ve üretildi. 1974 yılında, bu ekip, maksimum 1 mm x 1 mm x 1 mm boyutlarında, seri olarak bağlanmış ve 100 hücre/cm² yoğunluk elde eden mini paralel borular şeklinde hücreler öneren bir ABD patenti başvurusunda bulundu. Günümüzdeki çift taraflı güneş pillerinde olduğu gibi, ışık alan yüzeylerden birinin yakınında izotipik pp+ bileşiklerinin kullanılmasını önerdiler. Salyut 3'te, toplam hücre alanı 24 cm² olan küçük deneysel paneller, Dünya'nın albedosu sayesinde, o dönemde kullanılan tek yüzlü panellere kıyasla uydu yörüngesi başına enerji üretiminde %34'e varan bir artış göstermiştir. Salyut 5 uzay istasyonu uçuşu sırasında ise çift yüzlü panellerin (0,48 m² – 40 W) kullanımıyla %17-45'lik bir kazanç gözlemlenmiştir.
PDF dosyaları: Silikon ve lityum hakkında ilginç veriler, rakamlar ve grafikler
- Silikon – PDF İndir
- Dünya çapında lityum endüstrisi – PDF İndir
Rus araştırmalarına paralel olarak, Demir Perde'nin diğer tarafında, Madrid Teknik Üniversitesi Telekomünikasyon Mühendisliği Okulu'nun yarı iletken laboratuvarı, Profesör Antonio Luque'nin yönetiminde, endüstriyel olarak uygulanabilir çift taraflı güneş pilleri geliştirmek için kapsamlı bir araştırma programı yürütüyordu. Mori'nin patenti ve VNIIT-KVANT uzay aracı prototipleri, yüzeylerinde metal ızgara bulunmayan ve bu nedenle karmaşık bir şekilde birbirine bağlı olan küçük hücrelere dayanıyordu; bu durum, o zamanlar henüz başlangıç aşamasında olan mikroelektronik cihazlara daha çok benziyordu. Luque ise 1976 ve 1977 yıllarında İspanya'da iki, 1977 yılında da Amerika Birleşik Devletleri'nde bir patent başvurusunda bulundu; bu patentler modern çift taraflı hücrelerin öncüsü niteliğindeydi. Luque'nin patentleri, o zamanlar ve bugün hala olduğu gibi, her iki yüzeyinde de metal ızgara bulunan tek taraflı hücrelerde olduğu gibi, silikon levha başına bir hücre içeren çift taraflı güneş pillerini öneren ilk patentlerdi. Hem npp+ hem de pnp yapılarını ele aldılar.
Yarı iletken laboratuvarında BSC'lerin geliştirilmesi üç yönlü bir yaklaşımla ele alındı ve bu da Andrés Cuevas (1980), Javier Eguren (1981) ve Jesús Sangrador (1982) tarafından yazılan üç doktora tezine yol açtı. İlk ikisi Luque'nin, üçüncüsü ise aynı gruptan Dr. Gabriel Sala'nın danışmanlığında tamamlandı. Cuevas'ın tezi, transistör benzeri npn yapısı nedeniyle "transcell" olarak adlandırılan Luque'nin 1976 tarihli ilk patentinin yapımını içeriyordu. Eguren'in tezi ise, pp+ izotop bağlantısının hücrenin arka yüzeyine bitişik olduğu ve güneş pili teknolojisinde yaygın olarak "arka yüzey alanı" (BSF) olarak adlandırılan bir npp+ katkılama profiline sahip Luque'nin 1977 tarihli ikinci patentinin gösterilmesine odaklandı. Bu çalışma, çeşitli yayınlara ve ek patentlere yol açtı. Özellikle, tabandaki p-dopingin azaltılmasının faydalı etkisi önemliydi; çünkü emitör bağlantısındaki (ön pn bağlantısı) voltajdaki azalma, arka izotipik bağlantıdaki voltaj artışıyla telafi edilirken, aynı zamanda azınlık taşıyıcılarının daha büyük bir difüzyon uzunluğuna izin vererek çift taraflı aydınlatma altında akım çıkışını artırıyordu. Sangrador'un Madrid Teknik Üniversitesi'ndeki doktora tezinde ve üçüncü geliştirme yaklaşımında, p+nn+ hücrelerinin istiflenip seri olarak bağlandığı ve kenarlarından aydınlatıldığı, sözde dikey, kenardan aydınlatmalı çoklu bağlantılı güneş pili önerildi. Bunlar, akım üretimi için yüzey metal ızgarasına ihtiyaç duymayan yüksek voltajlı hücrelerdir.
Çift düzlemli güneş hücrelerinin başlıca avantajları
Ek güç üretim kazanımları: P tipi güneş pillerine kıyasla, N tipi güneş pilleri verimliliği önemli ölçüde artırma eğilimindedir. Çift taraflı üretim kapasitesi ve daha yüksek sistem verimliliği ile çift taraflı güneş pilleri daha geniş bir uygulama perspektifine sahip olacak ve özellikle yoğun kar yağışı olan bölgeler ve çatılar, çitler ve gürültü bariyerleri gibi dağıtılmış üretim sistemleri için uygundur.
Hücrenin arka yüzünün verimliliği %19'un üzerine çıkabilir ve gelen arka ışınlar, sistemin üretim kapasitesini artırmak için kullanılabilir; birim alan başına kapasite artışı %10 ila %30 arasında olabilir.
Çift taraflı hücre teknolojisine sahip cam modül, modülün hem ön hem de arka yüzünden ışık yakalar. Işık yakalama oranının artması modülün verimliliğini de artırır. Modülün aktif arka yüzü aracılığıyla toplamda 360 Wp'ye kadar güç elde edilebilir (sadece ön taraftan 290 Wp / toplamda 320–360 Wp).
Verimlilik artışı, radyasyon durumuna (atmosfer ve arka plan) bağlıdır.
Çift taraflı güneş modüllerine sahip güneş sistemi - örnek
- Güneş paneli montaj sistemleri, çatıya kurulum, çift taraflı güneş modülleri için alt yapı – Jak76|Shutterstock.com
- Çift taraflı güneş modülleri için çatı üstü montaj alt yapı montaj sistemi – Jak76|Shutterstock.com
- Çift taraflı güneş paneli çatı montaj alt yapı montaj sistemi – Jak76|Shutterstock.com
- Çift taraflı güneş paneli çatı kurulum çözümü – Jak76|Shutterstock.com
- Çift taraflı güneş modülleri için çatıya monte edilen alt yapı – Jak76|Shutterstock.com
- Çift taraflı güneş paneli çatı sistemi alt yapısı – Jak76|Shutterstock.com
1979'da yarı iletken laboratuvarı, Luque'nin ilk direktörlüğünde 21. yüzyılın ilk on yılına kadar çift taraflı güneş pilleri üzerine yoğun araştırmalara devam eden Güneş Enerjisi Enstitüsü'ne (IES-UPM) dönüştürüldü. Örneğin, 1994'te Güneş Enerjisi Enstitüsü'nde doktora yapan iki Brezilyalı öğrenci, Adriano Moehlecke ve Izete Zanesco, Luque ile birlikte ön yüzünde %18,1 ve arka yüzünde %19,1 verimliliğe ulaşan çift taraflı bir güneş pili geliştirdi ve üretti; bu, %103'lük bir çift taraflı verimlilik rekoruydu (o zamanlar tek taraflı piller için rekor verimlilik %22'nin biraz altındaydı).
📣 Sanayi, perakende ve belediyeler için doğru ve uygun güneş panelleri
Tek bir kaynaktan her şey: fotovoltaik sisteminize özel olarak tasarlanmış güneş paneli çözümleri! Kendi elektrik üretiminizle geleceğinizi yeniden finanse edin veya dengeleyin.
🎯 Güneş paneli montajcıları, tesisatçılar, elektrikçiler ve çatı ustaları için
Bağlayıcı olmayan maliyet tahmini de dahil olmak üzere danışmanlık ve planlama hizmeti sunuyoruz. Sizi fotovoltaik alanında güçlü ortaklarla buluşturuyoruz.
👨🏻 👩🏻 👴🏻 👵🏻 Özel haneler için
Almanca konuşulan tüm dünyada bölgesel bir varlığımız var. Size danışmanlık yapacak ve isteklerinizi yerine getirecek güvenilir ortaklarımız mevcut.
- Çatıya monte edilmiş fotovoltaik sistemden kendi enerji kaynağına sahip depolar, üretim salonları ve endüstriyel binalar – Resim: NavinTar|Shutterstock.com
- Yere monte edilmiş fotovoltaik sistemden kendi enerji kaynağını sağlayan endüstriyel tesis – Resim: Peteri|Shutterstock.com
- Nakliye şirketleri ve sözleşmeli lojistik firmaları için fotovoltaik çözümlerle güneş enerjisi sistemleri planlaması
- B2B Güneş Enerjisi Sistemleri ve Fotovoltaik Çözümler ve Danışmanlık
- Depolar, ticari binalar ve endüstriyel binalar için fotovoltaik sistem planlaması
- Endüstriyel tesis: Açık alanlı fotovoltaik sistem veya açık alan sistemi planlaması
- Nakliye şirketleri ve sözleşmeli lojistik firmaları için fotovoltaik çözümlerle güneş enerjisi sistemleri planlaması
- B2B Güneş Enerjisi Sistemleri ve Fotovoltaik Çözümler ve Danışmanlık
Xpert.Solar ile güneş paneli danışmanlığı – doğru ve uygun güneş paneli için yardım ve ipuçları
Konrad Wolfenstein
Kişisel danışmanınız olarak hizmet vermekten mutluluk duyarım.
Aşağıdaki iletişim formunu doldurarak veya +49 7348 4088 965 .
Ortak projemizi sabırsızlıkla bekliyorum.
Bana yaz
Xpert.Digital – Konrad Wolfenstein
Xpert.Digital, dijitalleşme, makine mühendisliği, lojistik/iç lojistik ve fotovoltaik alanlarına odaklanan bir endüstri merkezidir.
360° İş Geliştirme çözümümüzle, tanınmış şirketlere yeni iş geliştirme aşamasından satış sonrası hizmetlere kadar destek sağlıyoruz.
Pazar istihbaratı, dijital pazarlama, pazarlama otomasyonu, içerik geliştirme, halkla ilişkiler, e-posta kampanyaları, kişiselleştirilmiş sosyal medya ve potansiyel müşteri yetiştirme, dijital araçlarımızın bir parçasıdır.
Daha fazla bilgi için şu adresleri ziyaret edebilirsiniz: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus
İletişimi koparmamak
