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

Poradnik inżyniera elektryka. Komplet 3 tomów »

Poradnik inżyniera elektryka Poradnik jest przeznaczony przede wszystkim dla inżynierów elektryków. Mogą z niego korzystać również inżynierowie innych specjalności oraz studenci wydziałów elektrycznych i energetycznych wyższych szkół technicznych(...) czytam dalej »


Czy istnieje niezniszczalna oprawa LED?

Jaki jest najlepszy hermetyk na rynku »

Niezniszczalne oprawy LED Ebook
Oprawy, które łączą w sobie zalety źródeł światła LED z nowoczesnymi systemami optycznymi. Źródła LED o dużej wydajności świetlnej, wytwarzają oświetlenie o bezprecedensowej (...) zobacz więcej  » Dzięki wprowadzonym rozwiązaniom konstrukcyjnym oprawa charakteryzuje się szczelnością oprawy IP66. Podstawa i klosz wykonany z poliwęglanu zapewnia oprawie wysoki stopień odporności na uderzenia IK09.
(...)
czytam dalej »

System zarządzania energią EMS CX3 »

System zarządzania energią EMS CX3 składa się z urządzeń o niezwykle kompaktowej budowie modułowej, które w łatwy sposób można zainstalować zarówno w nowopowstających instalacjach jak i już istniejących, w jednym rzędzie rozdzielnicy elektrycznej z innymi aparatami (...) czytam dalej »


Konkurs z nagrodami dla elektryków! Zobacz które miejsce zdobędziesz »

Przewody elektryczne i kable spełniające normy CPR »

Konkurs dla elektryków - liga specjalistów Kable przeowdy lapp
Jesteś specjalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Weź udział w pierszej edycji Ligi Specjalistów i poczuj emocje związane z rywalizacją w konkursie! Zaglądaj na stronę ligaspecjalistow.pl i odpowiadaj na pytania ze swojej branży.  
zobacz konkurs »
Nieposiadanie Deklaracji Własności Użytkowych na kabel lub przewód jako wyrób budowlany oznacza brak możliwości wprowadzenia go na rynek Unii Europejskiej jako wyrób budowlany, a w konsekwencji niemożliwość (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Zobacz nowości na ELEKTROTECHNIKA 2019 »

PRzewody i kable standardy Ochrona przepięciowa systemów alarmowych
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...) czytam dalej » Targi ELEKTROTECHNIKA skierowane są do producentów i użytkowników sprzętu niskiego, średniego i wysokiego napięcia oraz systemów alarmowych i rozwiązań umożliwiających instalację przewodów elektrycznych w nowoczesnych budynkach. Równolegle odbędą się Targi ŚWIATŁO oraz Wystawa TELETECHNIKA..(...) czytam dalej »

Stacje ładowania pojazdów od Kolejowych Zakładów Łączności ?

UPS zasilacze Stacja umożliwia szybkie ładowanie prądem zmiennym o mocy do 22 kW (opcjonalnie 44 kW). Wyposażona jest w dwa gniazda osobno opomiarowane (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym ??

Projektowanie skomplikowanych etykiet w terenie przy pomocy smartfona »

Switche zarządzalne Drukowanie etykiet ze smartfona
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 » Dzięki zainstalowaniu na dowolnym smartfonie naszej aplikacji Etykiety ekspresowe możesz projektować nawet najbardziej skomplikowane etykiety z kodami 1D, 2D i kodami kreskowymi czy etykiety seryjne korzystając (...) czytam dalej »

Nowe rozwiązania w dziedzinie zasilania gwarantowanego »

Jaką rozdzielnicę nn wybrać do projektu?

Zasilanie gwarantowane 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 »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
1-2/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 1-2/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania transformatorów elektromedycznych bloku operacyjnego szpitala
  • - Zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych
Zobacz szczegóły
Elastycznie i bezpiecznie

Elastycznie i bezpiecznie

Systematycznie rozbudowujące się systemy instalacji elektrycznych powodują, że szukamy nowych rozwiązań w zakresie bezpiecznego prowadzenia tras kablowych.
ZPAS ZPAS
ZPAS z siedzibą w Przygórzu to lider produkcji szaf i obudów teleinformatycznych, energetycznych i automatyki oraz kompleksowych rozwiązań...
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