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).

1970’lerin ortalarında, hidrojenle pasifleştirilmiş amorf silikon (a-Si:H) ilk olarak fotovoltaik hücreler için bir temel malzeme olarak uygulandı. Bu malzeme, gaz fazından plazma destekli geliştirilmiş kimyasal biriktirme ile 80 ila 200 °C arasındaki sıcaklıklarda ayrıştırılmış silandan (SiH4) doğrudan türetilir.

Amorf silisyumun doğrudan bir yarı iletken oluşturması nedeniyle 1 μm aralığında çok ince aktif katmanlar gereklidir. Bu nedenle çok az malzemeye ihtiyaç vardır. Ek olarak, bu süreç çok düşük kaplama sıcaklıkları ve dolayısıyla düşük enerji tüketimi ile karakterize edilir. Sonuç olarak, güneş pili üretim maliyetleri, kristal silikon güneş pillerine kıyasla muazzam bir şekilde azalır.

Bir a-Si:H-güneş pilinin montajı, bir kristal silikon fotovoltaik hücreye kıyasla tamamen farklıdır. Bir p-n-kavşağı yerine, p-i-n-yapıları kullanılır; yani birkaç 100 nm kalınlığındaki fotovoltaik olarak aktif katmanın büyük kısmı, üstte ve altta birkaç 10 nm’lik n-katkılı katmanlara sahip katkısız (içsel) hidrojen pasifleştirilmiş amorf silikondan (a-Si:H) oluşur .

Böyle bir yapının elektrik alanı böylece tüm soğurucu bölgeyi kaplar ve soğurulan güneş ışınımı tarafından oluşturulan elektron-boşluk-çiftlerinin her yerde ayrılmasını sağlar.

Tipik a-Si:H güneş pillerinin katman dizisini gösterir. Buna göre, farklı alt tabaka teknolojileri ayırt edilir. Katmanlar, gölgeli taraftan ışığa maruz kalan tarafa doğru yönde biriktirilir.

Örn. paslanmaz çelik bir folyo, gaz fazından n katkılı, katkısız ve p katkılı hidrojen pasifleştirilmiş amorf silikondan (a-Si:H) oluşan bir katman dizisi biriktirilir.

Sonunda, şeffaf bir iletken oksit (TCO) ışığa maruz kalan tarafta bir kontak görevi görür. Superstrate teknolojileri, ışığa maruz kalan tarafta birikme ile başlar; yani önce şeffaf bir kontak görevi gören iletken oksit ve ardından hidrojenle pasifleştirilmiş silikondan (a-Si:H) oluşan katman dizisi ve son olarak da metalik arka taraf kontağının biriktirilmesi gerekir.

Bireysel p-i-n-eklemleri ile sağlanan güneş pillerinin yanı sıra, tandem hücreler ve hatta üçlü hücreler de kullanılmaktadır. Bu uygulamalar için iki veya üç p-i-n-katmanı üst üste istiflenirken, yüksek oranda n-katkılı ve yüksek oranda p-katkılı malzeme arasındaki bağlantı her iki katmanı da atlar (tünel teması olarak adlandırılır).

İki veya üç yığınlı pin-katmanlarının gerilimleri toplanır. Güneş spektrumunun optimum kullanımı için sıklıkla bu pin-yapılarından birinin enerji aralığı, hidrojen pasifleştirilmiş amorf silikonun (a-Si:H) amorf karbon veya amorf germanyum ile alaşımlanmasıyla arttırılır veya azaltılır.

Işığa maruz kalan tarafa en yakın olan hücre, en büyük enerji aralığını göstermelidir. Bu hücre güneş spektrumunun yalnızca kısa dalga radyasyonunu emdiği için foton enerjisinden daha iyi yararlanır. Böyle bir hücre böylece enerji aralığına göre daha yüksek voltajlar sağlar.

Güneş ışığından korunan tarafta bulunan hücre, en küçük enerji aralığına sahiptir ve bu nedenle, ilk hücre tarafından soğurulmamış olan düşük enerjili fotonların bir kısmını kullanmaya devam edebilir. Sağda, hidrojenle pasifleştirilmiş amorf silikonun (a-Si:H) iki p-i-n-yapısının ve bir a-SiGe:H alaşımının birleştirildiği bir tandem hücre örneğini gösteriyor.

Küçük tüketici elektroniği uygulamalarında, amorf silikon dünya çapında (saatler, hesap makineleri vb.) yenilmez bir tekel konumu kazanmıştır. Ancak, fiziksel özelliklerinin zayıf kararlılığı nedeniyle, daha yüksek kurulu güce ihtiyaç duyulan uygulamalar için uygun değildir (şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerde olduğu gibi).

Açık havada uygulandığında, bazı durumlarda elektrik verimliliği, çalıştırmanın ilk aylarında önemli ölçüde azalır. Bugüne kadar, verimlilik düşüşü hala açıkça dörtte birin üzerindedir, böylece verimlilik belirgin şekilde %10’un altına düşer (bozunma; Staebler-Wronski etkisi).

Bununla birlikte, tüm uzun vadeli izleme programlarının, en geç iki yıllık işletimden sonra, bozulma etkisinin doygunluğunu gösterdiğine dikkat edilmelidir. Amorf silikon hücrelerin güç derecelendirmeleri bu nedenle tipik olarak bozunmadan sonra stabilize edilen güce dayalıdır. Bu nedenle müşteriler, güçle ilgili maliyetleri adil bir şekilde karşılaştırabilir.

Güneş pili Nedir
Güneş pili Kullanım Alanları
Güneş pili çalışma Prensibi
Güneş paneli ile güneş pili arasındaki fark
Güneş enerjisi ve güneş pilleri
Bakır İndiyum Diselenid güneş pilleri
Güneş pili yapısı
Güneş pilleri fizik

Ancak orta vadede daha stabil amorf silikon pillerin üretilmesi beklenmektedir; en son bulgular, %14,6’lık verimliliklerin (üç p-i-n-katmanlı tandem hücre) elde edilebileceğini ve bozulmanın %13’te durma noktasına geldiğini göstermiştir.

Kalkojenitler ve kalkopiritlere, özellikle CdTe ve CuInSe2’ye (“CIS”) dayalı ince film güneş pilleri. Hidrojenle pasifleştirilmiş amorf silikon (a-Si:H) durumunda ince tabaka teknolojisinin avantajları, kristal silisyuma kıyasla nispeten düşük elektriksel hücre verimliliği ile dengelenir.

Buna karşın, kadmiyum tellür (CdTe) ve bakır indiyum di-selenyum (CuInSe2) gibi doğrudan yarı iletkenlerden yapılmış polikristal ince filmler, laboratuvar ölçeğinde en azından %16 ila %18 arasında verimliliğe ulaşmıştır; bu, kristalin silikon teknolojisinin teorik verimliliğinin yaklaşık %75’idir.

Her iki malzeme de fiziksel olarak 600 °C sıcaklıkta cam üzerine bırakılabilir. Her iki malzeme de doğrudan yarı iletken olduğundan, birkaç μm kalınlığındaki fotovoltaik olarak aktif katmanlar, ilgili soğurucu malzemenin Eg enerji aralığından daha yüksek enerjiye sahip güneş spektrumunun tüm fotonlarını soğurmak için yeterlidir.

Kadmiyum tellüridin (CdTe) enerji açığı yaklaşık 1,45 eV ve bakır indiyum diselenyumun (CuInSe2) enerji açığı yaklaşık 1,04 eV’dir.

Bununla birlikte, en yeni nesil kalkopirit güneş pilleri için, saf CuInSe2 yerine, toplam indiyum (In) ve galyum (Ga) içeriğine göre galyum payı %20 ila %30 olan Cu(In,Ga)Se2 alaşımı Kullanılmış. 1,12 ila 1,2 eV’lik bir enerji aralığı ile alaşım, teorik olarak elde edilebilir optimum verimlilik değerine daha yakındır.

Kadmiyum tellür (CdTe) ve bakır indiyum di-selenyumun (CuInSe2) iyi elektronik kalitesine sahip ince filmleri yalnızca p-katkılı olarak üretilebilir. Bu nedenle, güneş pili üretimi için, bir yarı iletken p-n-hetero-bağlantısı oluşturmak üzere birinci malzeme ile birleştirilebilen ikinci bir n-katkılı malzeme gereklidir. Her iki durumda da n katkılı kadmiyum sülfit (CdS) kullanılır.

The post 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).