Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Wybrane metody pomiarów charakterystycznych parametrów półprzewodnikowych ogniw fotowoltaicznych ze złączem p-n

Chosen methods characterization of semiconductor photovoltaic p-n junction solar cells
Wybrane metody pomiarów charakterystycznych parametrów półprzewodnikowych ogniw fotowoltaicznych ze złączem p-n
Wybrane metody pomiarów charakterystycznych parametrów półprzewodnikowych ogniw fotowoltaicznych ze złączem p-n
Rys. P. Korasiak

Ogniwa fotowoltaiczne PV (ang. photovoltaic) przetwarzają energię promieniowania słonecznego bezpośrednio na prąd elektryczny i jest to tzw. konwersja helioelektryczna. Zbudowane są z domieszkowanych materiałów półprzewodnikowych o przewodności typu n oraz typu p, na styku których powstaje złącze p-n. Bezpośrednio w obszarze przyzłączowym, w wyniku rekombinacji nośników większościowych, tworzy się obszar ładunku przestrzennego, tzw. bariera potencjałów (obszar zubożony), powstrzymująca proces dalszej rekombinacji.

Promieniowanie świetlne o energii większej od wartości energii przerwy energetycznej danego półprzewodnika uwalnia elektrony z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Energię kwantu promieniowania fali świetlnej E, o częstotliwości v, określa zależność:

  (1)

gdzie:

h – stała Plancka = 6,63·10–34, w [J·s].

Konwersja energii świetlnej na prąd elektryczny zachodzi w strukturze krystalicznej półprzewodnika. Złącze p-n rozdziela dodatnie i ujemne nośniki prądu, co powoduje powstanie napięcia fotowoltaicznego na kontaktach elektrycznych (elektrodach) ogniwa.

Normy oraz procedury pomiarowe

Proces charakteryzacji ogniw fotowoltaicznych polega na pomiarze charakterystyki napięciowo-prądowej U‑I jasnej, U-I ciemnej, mocy maksymalnej MPP (ang. Maximum Power Point), napięcia i prądu maksymalnego UM IM dla punktu mocy maksymalnej, współczynnika wypełnienia charakterystyki FF (ang. Fill Factor), napięcia obwodu otwartego UOC (ang. open circuit), natężenia prądu zwarcia ISC (ang. short circuit). Z otrzymanych danych pomiarowych obliczana jest sprawności konwersji η oraz inne parametry.

Czytaj też: Bezpieczeństwo w obwodach OZE >>>

Warunki pracy ogniwa podczas przeprowadzanych testów muszą być dokładnie określone i kontrolowane. Należą do nich:

  • powierzchnia całkowita lub wydzielona część powierzchni ogniwa,
  • temperatura ogniwa
  • oraz natężenie i rozkład spektralny strumienia światła oświetlającego powierzchnię badanego ogniwa.

W tym celu opracowano system badania ogniw słonecznych w warunkach odniesienia i przyjęto nazwę STC (ang. Standard Test Conditions) [1]. Warunki te są następujące:

  • natężenie strumienia świetlnego 1000 Wm–2 (jednostka 1 Sun),
  • rozkład spektrum 1,5 G (ang. Global),
  • temperatura ogniwa 25°C.

Termin Global oznacza, że promieniowanie świetlne ma spektrum widma takie, jak zmierzone na poziomie morza, padającego na płaską powierzchnię skierowaną na południe, nachyloną do płaszczyzny poziomej pod kątem 37° dla położenia słońca pod kątem 48,2° względem zenitu równikowego.
Widmo promieniowania global zawiera część składową promieniowania rozproszonego i bezpośredniego (ang. Direct). Szczegóły zawierają normy: amerykańska ASTM G 173 i europejska IEC 64904-3 [2]  [3].

Opracowane standardy mają przede wszystkim zapewnić dokładność, prostotę i powtarzalność wykonywanych pomiarów w laboratoriach badawczych, jak również na etapie produkcji w zakładach wytwórczych ogniw i modułów PV.

W artykule:

• Normy oraz procedury pomiarowe
• Modele ogniwa fotowoltaicznego
• Opis stanowiska do pomiaru jasnych charakterystyk U-I
• Pomiary jasnych charakterystyk U-I
• Wyznaczanie ciemnych charakterystyk oraz rezystancji szeregowej ogniwa

streszczenie

W artykule przedstawiono wybrane metody pomiarów parametrów elektrycznych półprzewodnikowych ogniw fotowoltaicznych. Omówiono w skrócie budowę ogniwa, zjawisko konwersji promieniowania słonecznego na prąd elektryczny, przedstawiono obwód zastępczy oraz charakterystyki napięciowo-prądowe U-I. Omówiono układ stanowiska pomiarowego oraz wybrane metody pomiarów charakterystyk jasnych, ciemnych i rezystancji szeregowej. Celem artykułu jest przybliżenie zagadnienia metodyki pomiarów wybranych cech charakterystycznych półprzewodnikowych ogniw fotowoltaicznych ze złączem p-n.



abstract

This paper presents selected methods for characterization of inorganic semiconduc­tor photovoltaic p-n junction solar cells. A short introduction characterizes the phenomenon of conversion of solar radiation into electricity. An equivalent circuit model is presented and examples of I-V curves are shown. A laboratory stand is described and selected methods for measuring light and dark curves and series resistance are given.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


[fotowoltaika, ogniwa półprzewodnikowe, ogniwa fotowoltaiczne, złącze p-n, pomiary parametrów charakterystycznych, konwersja promieniowania słonecznego]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do wszystkich treści portalu (730 dni) - 185,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. Zamów już dziś!
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do wszystkich treści portalu (365 dni) - 105,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. Zamów już dziś!
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 79,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 15,00 zł
30 dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Roczny dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Dwuletni dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie! - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś dwuletnią prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
30 dniowy dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 138,00 zł
Dwuletni dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Regulamin korzystania z portalu elektro.info.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 9/2018

Wybrane dla Ciebie



Akumulatory do każdego typu pojazdu »

Zobacz co będzie się działo na targach elektrotechniki GET NORD?

Akumulatory do każdego typu pojazdu Targi elektroteczniki Get Nord
Niezależnie od tego czy jeździsz samochodem osobowym, SUV-em, terenówką czy autem dostawczym, znajdziesz(...) czytam dalej » Już wkrótece! Zapraszamy do odwiedzenia kolejnej edycji Specjalistycznych Targów Elektrotechniki, Techniki Sanitarnej i Grzewczej oraz Klimatyzacji GET Nord w Hamburgu. (...) czytam dalej »

Rejestrując swój falownik chronisz całą inwestycję?

UPS zasilacze Dawniej stosowane były falowniki tyrystorowe. Obecne w sprzedaży współczesne falowniki to złożone urządzenia sterowane zaawansowanymi procesorami sygnałowymi, kontrolujące szereg parametrów(...) czytam dalej »


Switche niezarządzalne - które wybrać?

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Switche niezarządzalne Rola miedzi w energetyce słonecznej
Switche niezarządzalne są to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Sektor energii słonecznej umacnia się coraz bardziej. Według Solar Power Europe, w roku 2017 została zainstalowana globalnie większa moc energii fotowoltaicznej niż (...) czytam dalej »

Kable i przewody - pobierz bezpłatny Ebook »

Kable i przewody ebook Przedstawiamy nowy poradnik „Kable i przewody”! Znajdziecie w nim m.in. metody ochrony kabli przed pożarem, jak prowadzić i oznaczać trasy kablowe (...) czytam dalej »


Stacje ładowania elektryków przed własnym domem »

Co się stało z tymi kablami?

miejska stacja ładowania Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) czytam dalej »

Rozwój odnawialnych źródeł energii w Polsce »
Magazyny energi w polsce

Aparatura łączeniową i sterownicza dla automatyki przemysłowej, techniki medycznej oraz automatyki budynków... czytam dalej »


Zapraszamy na szkolenia z elektro.info » 
Ebooki dla elektryków i nie tylko

Serdecznie zapraszamy do zapoznania się z ofertą szkoleń organizowanych przez lub przy udziale „elektro.info”. Naszą silną stroną jest dobrze merytorycznie przygotowany zespół, który
(...)
czytam dalej »


10/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Kompensacja mocy biernej w środowisku wyższych harmonicznych
  • - Projekt zasilania osiedla domków jednorodzinnych w energię elektryczną
Zobacz szczegóły
Wzorcowanie, nie tylko wydatek, ale również korzyść

Wzorcowanie, nie tylko wydatek, ale również korzyść

Zakłady produkcyjne bardzo często postrzegają proces wzorcowania urządzeń pomiarowych jako zbędny wydatek, bez którego fabryka mogłaby nadal produkować wyroby, według...
TRONIA Sp. z o.o. TRONIA Sp. z o.o.
Warszawska firma TRONIA Sp. z o.o. swoją działalność opiera na modnym ostatnio „outsourcingu”, co pozwala jej, przy stosunkowo...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl