BSC - Çift Yüzlü Güneş Pilleri: İki yüzeyli veya iki yüzeyli güneş pilinin tarihçesi

Yayınlanma tarihi: 22 Ocak 2022 / Güncelleme tarihi: 24 Şubat 2023 - Yazar: Konrad Wolfenstein

İki yüzeyli veya iki yüzeyli güneş pilinin tarihi - Resim: Xpert.Digital / Sunward Art|Shutterstock.com

Silikon güneş pilinin patenti ilk kez 1946'da Russell Ohl tarafından Bell Laboratuarlarında çalışırken alındı ​​ve 1954'te aynı araştırma tesisinde Fuller, Chapin ve Pearson tarafından halka açık olarak gösterildi; Ancak bu ilk öneriler, arka tarafının aktif olması amaçlanmayan tek yüzlü hücreleri içeriyordu.

Teorik olarak önerilen ilk iki yüzeyli güneş pili, daha sonra geliştirilen Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha (Hayakawa Electric Industry Co. Ltd.) şirketinde çalışan Hiroshi Mori tarafından rüçhan tarihi 4 Ekim 1960 olan bir Japon patentinde bulunabilir. günümüzün Sharp Corporation'ına dönüştü. Önerilen hücre, iki zıt kenarda kontak elektrotları bulunan bir PNP çift hücreli yapıydı.

Bununla birlikte, iki yüzeyli güneş pilleri ve panellerinin ilk gösterileri Sovyet uzay programının bir parçası olarak askeri LEO uzay istasyonları Salyut 3 (1974) ve Salyut 5'te (1976) gerçekleştirildi. Bu iki yüzeyli güneş pilleri Bordina ve diğerleri tarafından geliştirildi. 1975 yılında Rus güneş pili üreticisi KVANT haline gelen Moskova'daki VNIIT'te (Tüm Birlik Enerji Kaynakları Bilimsel Araştırma Enstitüsü) geliştirildi ve üretildi. 1974 yılında bu ekip, 100 hücre/cm2 sağlayacak şekilde seri olarak bağlanan, maksimum 1 mm x 1 mm x 1 mm boyutunda mini paralel borular biçimindeki hücreleri öneren bir ABD patenti başvurusunda bulundu. Günümüzün BSC'lerinde olduğu gibi, ışık alan yüzeylerden birinin yakınında izotipik bileşikler pp+ kullanılmasını önerdiler. Salyut 3'te toplam hücre alanı 24 cm2 olan küçük deney panelleri, zamanın monofasiyal panellerine kıyasla Dünya'nın albedosundan dolayı uydu dönüşü başına enerji üretiminde %34'e varan bir artış gösterdi. Salyut 5 uzay istasyonunun uçuşu sırasında çift yüzeyli paneller (0,48 m2 - 40 W) kullanılarak %17-45 oranında kazanç gözlemlendi.

Bu Rus araştırmasına paralel olarak, Demir Perde'nin diğer tarafında, Madrid Teknik Üniversitesi Telekomünikasyon Mühendisliği Okulu'nun Profesör Antonio Luque liderliğindeki yarı iletken laboratuvarı, endüstriyel olarak uygulanabilir bir geliştirme geliştirmek için bağımsız olarak kapsamlı bir araştırma programı yürütüyor. iki yüzeyli güneş pilleri. Mori'nin patenti ve uzay aracındaki VNIIT-KVANT prototipleri, yüzeyde metal ızgarası olmayan küçük hücrelere dayanıyordu ve bu nedenle karmaşık bir şekilde birbirine bağlıydı; ilk aşamalarındaki mikroelektronik cihazlar tarzındaydı, Luque iki İspanyol patentine sahip olacak. 1976 ve 1977'de ve 1977'de Amerika Birleşik Devletleri'nde modern iki yüzeyli hücrelerin öncüsü olan bir tane. Luque'un patentleri, o zamanlar ve bugün de monofasiyal hücrelerde olduğu gibi, her iki yüzeyinde de metal ızgaralar bulunan, silikon levha başına bir hücreye sahip BSC'leri öneren ilk patentti. Hem npp+ yapısını hem de pnp yapılarını dikkate aldılar.

Yarı iletken laboratuvarında BSC'lerin geliştirilmesine üç aşamalı bir yaklaşımla yaklaşıldı ve sonuçta Andrés Cuevas (1980), Javier Eguren (1981) ve Jesús Sangrador (1982) tarafından yazılan üç doktora tezi ortaya çıktı; ilk ikisi Luque ve üçüncüsü Dr. Aynı gruptan Gabriel Sala. Cuevas'ın doktora çalışması, Luque'nin 1976'daki ilk patentinin yapımından oluşuyordu; bu patent, transistör benzeri npn yapısından dolayı "transcell" olarak adlandırıldı. Tezinde Eguren, Luque'nin 1977'deki ikinci patentinin, pp+ izotopik birleşiminin hücrenin arkasına bitişik olduğu ve güneş pili teknolojisinde yaygın olarak "arka yüzey alanı" olarak adlandırılan şeyi oluşturduğu bir npp+ doping profiline sahip gösterimini ele aldı. BSF). Bu çalışma çeşitli yayınlara ve ek patentlere yol açtı. Özellikle, yayıcı bağlantı noktasındaki (ön pn bağlantı noktası) voltajdaki azalmanın, arka izotipik bağlantı noktasındaki bir voltaj artışı ile telafi edildiği ve aynı zamanda daha yüksek bir difüzyona izin verildiği tabandaki p-katkılamanın azaltılmasının faydalı etkisi Azınlık taşıyıcılarının uzunluğu, çift yüzeyli aydınlatmayla güç çıkışını artırır. Sangrador'un Madrid Teknik Üniversitesi'ndeki tezi ve üçüncü geliştirme yolu, p+nn+'nin seri olarak istiflendiği ve bağlandığı ve yüksek voltaj hücreleri olan kenarlarından aydınlatıldığı, dikey kenar aydınlatmalı çoklu bağlantı güneş pili olarak adlandırılan güneş pilini önerdi. yüzey metal ızgara gerektirmeyen elektrik üretimi gerektirir.

1979'da yarı iletken laboratuvarı, Luque'un ilk yöneticisi olduğu ve 21. yüzyılın ilk on yılına kadar iki yüzeyli güneş pilleri üzerine yoğun araştırmalara devam eden Güneş Enerjisi Enstitüsü'ne (IES-UPM) dönüştürüldü. Örneğin, 1994'te. Güneş Enerjisi Enstitüsü'ndeki iki Brezilyalı yüksek lisans öğrencisi Adriano, Moehlecke'yi geliştirdi ve üretti ve Izete Zanesco, Luque ile birlikte önde %18,1 ve arkada %19,1 performans gösteren iki yüzeyli bir güneş pili geliştirdi; %103'lük iki yüzeyli kayıt (o zamanlar tek yüzeyli hücreler için rekor verimliliği %22'nin biraz altındaydı).

• Depolar, ticari salonlar ve endüstriyel salonlar için fotovoltaik planlayın
• Endüstriyel tesis: Bir fotovoltaik açık hava sistemi veya açık alan sistemi planlayın
• Nakliye ve sözleşme lojistiği için fotovoltaik çözümlerle güneş enerjisi sistemleri planlayın
• B2B güneş enerjisi sistemleri ve fotovoltaik çözümler ve tavsiyeler

• Güneş enerjili otopark inşa edin ve planlayın

Xpert.Solar ile güneş modülü tavsiyesi – doğru ve uygun güneş modülü için yardım ve ipuçları

Konrad Wolfenstein

Kişisel danışmanınız olarak hizmet etmekten mutluluk duyarım.

Aşağıdaki iletişim formunu doldurarak benimle iletişime geçebilir veya +49 89 89 674 804  .

Ortak projemizi sabırsızlıkla bekliyorum.

Veya buradan çevrimiçi randevu alın (Microsoft Teams aracılığıyla görüntülü görüşme)

Xpert.Digital – Konrad Wolfenstein

Xpert.Digital, dijitalleşme, makine mühendisliği, lojistik/intralojistik ve fotovoltaik konularına odaklanan bir endüstri merkezidir.

360° iş geliştirme çözümümüzle, tanınmış firmalara yeni işlerden satış sonrasına kadar destek veriyoruz.

Pazar istihbaratı, pazarlama, pazarlama otomasyonu, içerik geliştirme, halkla ilişkiler, posta kampanyaları, kişiselleştirilmiş sosyal medya ve öncü yetiştirme dijital araçlarımızın bir parçasıdır.

Daha fazla bilgiyi şu adreste bulabilirsiniz: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus

Kaynak *21012022-1