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



Jaki grzejnik elektryczny wybrać?

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Jaki grzejnik elektryczny wybrać? Rola miedzi w energetyce słonecznej
Sezon grzewczy za pasem. Pora zastanowić się nad wyborem systemu ogrzewania bądź modernizacją aktualnego. Wiele osób wzbrania się przed zastosowaniem ogrzewania(...) 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 »

Zobacz osprzęt i rozwiązania stosowane w przemyśle »

Osprzęt i rozwiązania dla przemysłu WRozwiązania elektryczne stosowane w przemyśle muszą być wytrzymałe i odporne na wiele czynników. Począwszy od zalania, zabrudzenia (...) czytam dalej »


Stabilność systemu elektroenergetycznego»

Targi Energetab 2018 już wkrótce »

Stabilność systemu elektroenergetycznego - książka Enegetab targi 2018
System elektroenergetyczny jest to zbiór urządzeń przeznaczony do wytwarzania, przesyłu, rozdziału, magazynowania i użytkowania energii elektrycznej, połączonych ze sobą w system umożliwiający realizację dostaw energii elektrycznej na terenie kraju w sposób ciągły i (...) czytam dalej » Przed nami 31. edycja targów ENERGETAB 2018. Przez kolejne trzy dni będą spotykać się czołowi przedstawiciele sektora elektroenergetycznego i poznawać najnowsze rozwiązania (...) czytam dalej »

Projektuj za pomocą bezpiecznej i niezawodnej aparatury łączeniowej »
Projektowanie z aparaturą łączeniową

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


Jak sprawdzić gdzie mogą nastąpić awarie w urządzeniach elektrycznych»

Pierwszy oscyloskop klasy średniej z pasmem 8 GHz i prędkością próbkowania 25 GS/s jednocześnie na wszystkich 4 kanałach»

Diagnozowanie urządzeń elektrycznych Oscyloskop klasy średniej
Wykrycie elementu przegrzanego i prawidłowa klasyfikacja zagrożenia w zależności od obciążenia prądowego i przyrostu temperatury – to typowe zadania ... czytam dalej » Tektronix oferuje jeszcze większą prędkość próbkowania oraz najniższy poziom szumów zapewniając najwyższą wiarygodność pomiaru dzięki MSO serii 6 Mixed Signal Oscilloscope (...) czytam dalej »

Bezpłatne ebooki dla elektryków i nie tylko !
Ebooki dla elektryków i nie tylko

Darmowe ebooki i poradniki: projektowanie, budowa, osprzęt... (...) czytam dalej »


Jak w czasie rzeczywistym monitorować pobór mocy i jakość dostarczanej energii?

Projektowanie i wykonawstwo instalacji elektrycznych średnio- i niskonapięciowych»

Monitoring poboru mocy Prąd budowlany - skąd czerpać?
Jak pozyskiwać, gromadzić, przetwarzać oraz archiwizować dane o poborze energii, jej rozpływie, wielkość mocy czynnej i biernej, a także... czytam dalej » Zasoby materialne w dziedzinie projektowania nowoczesnych (pod względem technicznym) konstrukcji i technologii oraz wykonywania niezbędnego oprzyrządowania zadaniowego do realizacji produkcji podstawowej i usług oraz planowanych prac modernizacyjnych i (...) czytam dalej »
9/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne urządzenia rozdzielcze zwiększające bezpieczeństwo pracy
  • - Projekt zasilania osiedla domków jednorodzinnych w energię elektryczną
Zobacz szczegóły
Essentra Components Essentra Components
Essentra plc jest spółką notowaną w indeksie FTSE 250 i wiodącym międzynarodowym dostawcą specjalistycznych produktów i 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