Yük taşıyıcıların amorf silikondaki hareketliliği genellikle oldukça düşüktür, bu nedenle fotojenleştirilmiş taşıyıcıların toplanması bir iç elektrik alanı tarafından desteklenmelidir. Ayrıca, kusur oluşumu yeniden birleştirme işlemi ile ilgilidir. Şekilsiz bir silikon güneş pilinin tipik yapısı ve buna karşılık gelen bant diyagramı gösterilmektedir.

İğne yapısının içsel katmanında yüksek bir alan yaratmak için, hücrelerin birkaç yüz nanometre mertebesinde ince olması gerekir. Uygun ışık yakalama şemaları uygulanarak, yüksek stabilize verimlilikle ince tek bağlantı hücreleri üretilebilir.

Bu nedenle, cihazların stabilize edilmiş verimliliğini artırmaya yönelik genel strateji, iki hatta üç hücrelik bir yığın kullanmaktır. Tek hücrelerin kalınlığının azaltılmasına, elektrik alanının arttırılmasına ve dolayısıyla taşıyıcı toplamanın iyileştirilmesine izin verir.

Filmlerin biriktirilmesi için nispeten düşük alt tabaka sıcaklığı, altta yatan katmanların müteakip biriktirme adımlarından etkilenmemesi avantajına sahiptir. Bu nedenle, bu yığınların yekpare bir yapıda üretilmesi, çok fazla biriktirme süresi eklemez, bu nedenle ek işlem maliyetleri, tek hücrelere göre önemli ölçüde yüksek değildir.

Yığına farklı bant aralıklarına sahip hücrelerin dahil edilmesi, güneş spektrumunu daha iyi kullanabilen ve aynı zamanda cihazların stabilize edilmiş verimliliğini iyileştirebilen “gerçek” bir tandem hücre ile sonuçlanır. Bant aralığı, karbon ile alaşımlanarak arttırılabilir.

Güneş pilleri hem alt tabaka hem de üst tabaka konfigürasyonlarında üretilir. Her ikisinin de kendine göre avantajları var. Üst katman hücreleri, şeffaf iletken oksit (TCO) kaplı cam alt tabakalar üzerine biriktirilir. Substrat hücreleri, esnek metal veya polimer folyoların kullanımına izin verir.

Bununla birlikte, yekpare seri bağlantı, yalıtkan bir alt tabaka gerektirir. Bu nedenle, paslanmaz çelik yüzeyler üzerindeki hücreler genellikle tek hücreler halinde kesilir ve mekanik olarak birbirine bağlanır. United Solar tarafından üretilen paslanmaz çelik bir alt tabaka üzerindeki üçlü tandem hücrenin şematik görünümü gösterilmektedir.

a-Si hücresinin belirleyici bir avantajı, hücrelerin gerekli seri bağlantısının üretim sırasında aynı anda gerçekleşebilmesidir. Gösterildiği gibi, TCO3’ün bütün bir katmanı önce bir cam substrat üzerine biriktirilir ve ardından, örneğin bir lazer ışını ile bir şerit deseni oluşturulur.

Daha sonra a-Si güneş pili yapısı bir reaktörde biriktirilir, hücreler tekrar bir lazer kullanılarak yapılandırılır, böylece müteakip buharlaşan metal cam alt tabakanın arkasındaki TCO ile temas eder.

Son olarak, buharlaşan metal kaplama uygun bir kayma ile ayrılmalıdır. Böylece, bu durumda beş hücrenin seri olarak bağlandığı açıktır. Bu şekilde, çıkış voltajı yüke uyarlanabilir. Bu etki, a-Si güneş pillerinin neredeyse yalnızca küçük çıktı pazarına hakim olmasında belirleyicidir.

Güneş pili Nedir
Güneş enerjisi ve güneş pilleri
Güneş paneli ile güneş pili arasındaki fark
Güneş pili çalışma Prensibi
Güneş pili Ne İşe Yarar
Güneş pili yapısı
Güneş pili Kullanım Alanları
Güneş pili çalışma prensibi pdf

Verimlilik 

a-Si tabanlı güneş pillerinin verimliliği için son iki en yüksek değer sunulmaktadır. Cihazlar, bir yığındaki iki veya üç hücreden oluşur. İkinci satır, amorf yarı iletkenlere dayalı olarak IMT Neuchatel tarafından üretilen mikro kristalli cihaz için veri verir.

a-Si modül üretimine yönelik farklı yaklaşımlar listelenmiştir. Amorf silikonun modül üretimi, esas olarak esnek folyo alt tabakalar veya cam alt tabakalar olmak üzere iki çizgiyi takip eder. Esnek yüzeyler yeni uygulamalar sunar. Ancak, bu hücrelerin yekpare ara bağlantıları zorlu bir iştir.

Tipik yüzey boyutları 0,5 ila 1m2 mertebesindedir. Geniş alanlı modüllerin stabilize edilmiş verimlilikleri, çok bağlantılı hücreler ve optimize edilmiş tek bağlantılı hücreler için yaklaşık %6 ila 8’dir. Yakın vadeli hedef, üretim seviyesinde geniş alanlarda %8 stabilize verimliliğe ulaşmaktır.

United Solar modülleri, tek bir kapak sayfasına lamine edilmiş alt hücreler içerir. EPV’nin çok büyük modülü, tek bir kapak camına lamine edilmiş 4 alt modülden oluşur.

Multi-Megawatt düzeyinde modül üretiminin kurulumu şu anda devam ediyor. Diğer şirketler, geniş alanlı modüller için pilot üretim hatları işletiyor ve üretim hatlarını yükseltmeyi planlıyor.

Amorf silikon gelişimindeki ilerleme aşağıdaki alanlarla ilgilidir.

– Malzeme ve kararlılık konularına ilişkin genel anlayış. Staebler-Wronski etkisinin mekanizmasının anlaşılması, temel olarak, çalışma koşullarına göre kusur dengesini ayarlayan malzemenin içsel bir özelliğidir.
– Sürecin iyileştirilmesi. Plazma deşarjında silanın hidrojenle seyreltilmesi ve çok yüksek frekanslı plazma biriktirme, daha yüksek biriktirme hızlarında da iyileştirilmiş malzeme özelliklerine yol açar.
– “Protokristal” Si olarak adlandırılan amorf ve kristal haller arasındaki sınır çizgisinde malzemenin yapısal özelliklerini anlamak.
– Hücre verimliliğini artırmak ve ilk bozunmanın etkisini azaltmak için tampon katmanları, alaşım ve katkılama gradyanları vb. ekleyerek hücre tasarımlarını optimize edin.
– Optimize edilmiş istiflenmiş hücreler ve tandem cihazlar, en yüksek stabilize verimliliklere yol açar.

“Klasik” yaklaşım, alt hücre(ler)deki bant aralığını yaklaşık 1.5eV’ye düşürmek için Ge içeren bir alaşım kullanır. Bununla birlikte, karşılık gelen proses gazı GeH4, modülün maliyetine önemli ölçüde katkıda bulunur, bu nedenle düşük bant aralıklı hücre için alternatif bir geliştirme tavsiye edilir.

Umut verici bir çözüm, mikrokristalin silikonun kullanılmasıdır. IMT Neuchatel, mikrokristal silisyuma dayalı böyle bir güneş pili gösterdi. Şimdiye kadar ulaşılan %8’in üzerindeki kararlı verimlilik, tek başına bir ince film hücresi için düşük olabilir. Ancak sözde “mikromorf kavramında”, yani bir mikromorf tandem kavramında, bu hücre Si, Ge alt hücresinin yerini alabilir.

Şimdiye kadar, bu tür mikrokristal hücrelerin açık devre voltajı 0,5V’un altındadır. Malzemenin elektronik kalitesi, büyük ölçüde işlemde kullanılan gazların saflığına bağlıdır. Bu malzemeye dayalı güneş pilleri için sınırlayıcı faktörlerin belirlenmesi için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

Amorf silikonun 100◦C’nin altındaki çok düşük alt tabaka sıcaklıklarında biriktirilmesi, yine de makul verimliliğe sahip cihazlar sağlar.

Amorf silikon, tüketici ürünleri pazarında sağlam bir şekilde yerleşmiştir, ancak son yıllarda şebekeye bağlı pazarın güçlü genişlemesi nedeniyle, kristal silikon pazar payı kazanmıştır.

Mevcut durum hala a-Si’nin geleceği hakkında büyük bir belirsizlikle karakterize ediliyor. Solarex’i devralan BP-Solar, Solarex tarafından uzun yıllar boyunca kurulup geliştirilen amorf tesisi yakın zamanda kapattı. BP, kristalin silikon teknolojisine odaklanmayı planlıyor.

The post Güneş Pili ve Modül Özellikleri  – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).

Modül voltajının onu oluşturan hücrelerinkinden daha yüksek olması isteniyorsa, bir güneş modülünün bireysel hücreleri seri olarak bağlanmalıdır. Genellikle 12 veya 24 V’luk voltajlar istenir. Tüm ince film teknolojilerinin önemli bir avantajı, tek tek hücrelerin bir modüle seri bağlantısının gerçek hücre üretimi ile birleştirilebilmesidir.

Seri bağlantı süreci, gofret bazlı güneş pillerinin imalatından tamamen bağımsızken ve sonradan gerçekleştirilirken, ince film modülleri, tek bir alt tabaka veya üst tabaka üzerine yerleştirilmiş ayrı ayrı hücrelerin katmanlı düzenlemelerinden oluşur.

Hücre şeritlerinin seri bağlantısı için, hücre üretimi sırasında üç yapılandırma aşaması gerçekleştirilmelidir. Örnek olarak hidrojen pasifleştirilmiş amorf silikon (a-Si:H) ince film güneş pili alarak böyle bir entegre seri bağlantının üretim ilkesini göstermektedir.

İlk olarak, cam üst tabaka, iletken şeffaf bir indiyum kalay oksit tabakası ile kaplanır. Daha sonra ön kontak haline gelecek olan, ilk yapılandırma adımında düzenli aralıklarla kaldırılır. Yapılandırma ya lazer çıkarma ya da basit mekanik kazıma ile gerçekleştirilebilir. Takip eden hazırlık adımında, fotovoltaik olarak aktif katman (“soğurucu”) bırakılır.

Hidrojenle pasifleştirilmiş amorf silikondan (a-Si:H) yapılmış bir güneş pili için bu üretim adımı, bir sim durumunda üç tabakanın (p-katkılı, i-katkılı ve n-katkılı a-Si:H) biriktirilmesini kapsar. – bir tandem hücrenin üretimi için ple p-i-n tipi hücre veya altı katmandan oluşan bir dizidir.

Soğurucunun yerleştirilmesinden bir saniye sonra, soğurucu tabakayı kaldıran ancak ön teması kaldıran, hafifçe paralel konumlu bir yapılanma aşaması gerçekleştirilir. Daha sonra arka temas yerleştirilir, böylece önceki iki yapılandırma adımıyla bir hücre şeridinin ön kontağı bir sonraki şeridin arka kontağına bağlanır.

Tek tek hücre şeritlerinin arka kontak tarafından kısa devre yapması, üçüncü bir yapılandırma adımıyla önlenir. Yaklaşım, substrat tabanlı teknolojiler için benzerdir.

Fotovoltaik sistemleri yoğunlaştırmak için güneş pilleri. Konsantre fotovoltaik sistemlerin güneş pilleri, sabit montajlı hücrelere kıyasla standart test koşullarında (STC) 500 kata kadar daha fazla aydınlatılır. Ancak, daha yüksek radyasyon konsantrasyonlarında, yüksek akımlar nedeniyle seri direnç önemli bir problem oluşturur. Bu nedenle yoğunlaştırıcı hücreler özellikle yüksek katkılı olmalı ve düşük kayıplı kontaklarla donatılmalıdır.

Karasal yoğunlaştırıcı fotovoltaik sistemler, neredeyse sadece, yapısı yukarıda belirtilen yüksek verimli silikon güneş pillerininkine benzer olan silikon bazlı güneş pilleri ile sağlanır. Laboratuvar ölçeğinde, 140 kat radyasyon konsantrasyonunda %29’a varan elektrik verimliliğine ulaşırlar.

Ayrıca, galyum arsenik (GaAs) ve üçlü III-V alaşımlarına dayalı, kısmen tandem yapılar olarak birleştirilmiş yoğunlaştırıcı hücreler incelenmiştir. Epitaktik olarak büyütülmüş mono-kristal tandem yapılar ile ilgili olarak, 100 ila 300 kat konsantrasyonlar için %34’e varan verimlilikler rapor edilmiştir.

Bu tür yoğunlaştırıcı sistemlerde, güç kayıplarına neden olacak yüksek sıcaklıklardan kaçınmak özellikle önemlidir. Ayrıca, birkaç 100’lük aralıktaki yüksek konsantrasyon faktörlerinin iki eksenli bir izleme sistemine ihtiyaç duyduğu ve yalnızca doğrudan radyasyonun kullanılabileceği dikkate alınmalıdır.

Güneş enerjisi ve güneş pilleri
Kısa devre yapan güneş pili
Güneş paneli hücre üretimi
Güneş pili Nedir
Güneş pili çalışma prensibi pdf
FV hücre eşdeğer devresi
Güneş paneli hücresi
3. nesil güneş pilleri

Nano Gözenekli Titan Oksitten Yapılmış Güneş Pilleri

Nano-gözenekli titan oksitten (TiO2) yapılan elektrokimyasal güneş pilleri, tipik parçacık boyutu 10 ila 20 nm olan bir TiO2 parçacık katmanı kullanır. Bu nano-partiküllerle bloke edici temas sıvı bir elektrolit, genellikle J3-/J- redoks çifti tarafından sağlanır.

Bu tür bir güneş pilinin fotovoltaik aktivitesi, TiO2 parçacık yüzeyinde adsorbe edilmiş bir rubidyum boyasının monomoleküler bir tabakası nedeniyle verilmektedir. Titan oksidin (TiO2) gözenekli süngerimsi yapısından dolayı yüzeyi hücre yüzeyinden yaklaşık 1000 kat daha büyüktür. Güneş ışığının boya tarafından emilmesi ancak bu alan genişlemesi sayesinde mümkündür.

(a) Nano gözenekli TiO2’den bir boya güneş pilinin şematik gösterimi (gösterilmemiştir: yaklaşık 20 nm kalınlığında TiO2 nanoparçacıkları tarafından adsorbe edilen tek moleküler boya tabakası); (b) üç aşamalı bir işlemle birincil yük taşıyıcı ayrılmasını gösteren basitleştirilmiş enerji şeması: 1 boyanın uyarılması; 2 elektronun boyanın uyarılmış durumundan TiO2 iletim bandına enjeksiyonu; 3 elektrolitten boya rejenerasyonudur.

Bu hücrenin yüzeyine ışınlanan foton, boya içindeki bir elektronu temel durumdan uyarılmış duruma yükseltir. Adsorbe edilmiş boya ile TiO2 arasındaki bağlantı o kadar güçlüdür ki, uyarılmış elektron TiO2’ye yalnızca birkaç piko saniye içinde enjekte edilirken, boya elektrolit tarafından yeniden üretilir; yani boyanın temel durumuna ek olarak bir elektron verilir.

Birincil fotovoltaik aktivite için basitleştirilmiş bir enerji planının yanı sıra böyle bir güneş pilinin tasarımına genel bir bakış sunar. Birincil yük ayrımı bu nedenle üç adımlı bir süreci içerir.

1. Boyanın uyarılması.
2. Elektronun boyanın uyarılmış durumundan TiO2’nin iletim bandına enjeksiyonu.
3. Boyanın elektrolitten rejenerasyonu.

Yük ayrımı sonunda, fotojenere elektronun TiO2 ağı yoluyla ön kontağa difüzyonu ile sağlanırken, elektrolit karşı platin (Pt) arka elektrotta yeniden üretilir.

Bir yandan, bu yeni güneş pili teknolojisi, malzeme maliyetlerinin düşük olması ve üretim sürecinin çok basit olması nedeniyle caziptir ve böylece önemli ölçüde maliyet tasarrufu sağlar.

Öte yandan, boya güneş pillerinin fiziği diğer tüm (katı) güneş pillerinden çok farklıdır ve henüz kapsamlı bir şekilde araştırılmamış ve sonuç olarak henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Aslında, boya güneş pillerine birincil yük taşıyıcı transferi, fotosentez sürecinde gerçekleştirilen yük taşıyıcı transfer işlemlerine benzer.

Laboratuvarlarda boya güneş pilleri %10’un üzerinde verime ulaşırken, ilk küçük modüller %5’e varan verimlere ulaştı. Şu anda, bu güneş pili tipi, uzun vadeli kararlılığı açısından araştırılmaktadır.

Modüllerin sızıntı riskini önlemek için sıvı elektrolitin jel veya katı elektrolitle değiştirilmesine büyük önem verilir. Ayrıca, bu tür güneş pillerinin, katı haldeki süreçlerden çok yaşlanma mekanizmalarından çok daha fazla etkilenen elektrokimyasal süreçleri içerdiğini anlamak gerekir.

The post Seri Devreli Güneş Pilleri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).