Hållbara energilösningar Ny öppen energi –projektet 2016
Solcellstekniker Marko Kukka, Satakunnan ammattikorkeakoulu Kim Skön, Arcada Välkomna att studera hållbara energilösningar och solenergi. I den här videon behandlas olika typer av solcellsteknik som användas för tillverkning av solpaneler.
Dye-sensitized III-V compound Concentrating PV
Solcellstekniker Photovoltaics Silicon (bulk) Monocrystalline Multicrystalline Thin film Amorphous silicon (a-Si) Micro-crystallinen silicon (µc-Si) C (IG) S CdTe Dye-sensitized III-V coumpound Concentrating PV I den sista gruppen har vi färgämnessensiterade solceller och av olika grundämnen sammansatta 3-5-gruppens halvledare samt koncentrerande solcellsteknik.
Färgämnesceller, Grätzelceller Färgämnesceller eller Grätzelceller är en förhållandevis ny solcellsteknik. Tekniken är såpass ny att man inte känner till cellernas allmänna hållbarhet och hur länge de håller under olika väderförhållanden. Även celler som är i skuggan genererar elektricitet och cellerna kan installeras på vertikala väggar. Bild: SwissTech Convention Center [CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons
Färgämnesceller, Grätzelceller ljus Tekniken nära massproduktionsstadiet Verkningsgrad i laboratorium 9 – 11,9 % Fördelar: kan växa till sig på olika substrat (glas, stål), transparenta, färglösa eller färgade, mönstrade tillverkningsprocessen förmånligare än Si-baserade, använda material är inte giftiga Verkningsgraden minskar inte med ökande temperatur, utan ökar något I dessa solceller laddas färgämnesmolekylerna under inverkan av ljus och från dessa förflyttar sig elektronen till titanoxid TiO2, där laddningen transporteras. Färgämnet återgår till det ursprungliga tillståndet när laddningen (elektronen) överlåts av elektrolyten. Färgämnen kan absorbera ett brett spektrum, vilket ökar verkningsgraden hos cellen. I laboratoriemiljö är verkningsgraden av storleken 9-12 %, dvs verkningsgraden är på gränsen till vad som krävs för att börja massproduceras. Man kan låta cellerna växa till sig på olika underlag som t ex glas och stål och de kan framställas med mycket varierande utseende. Även tillverkningsprocessen är billigare jämfört med silikonbaserade och råmaterialen är inte giftiga och temperaturen inverkar inte negativt på verkningsgraden som hos silikonbaserade solceller utan verkningsgraden ökar i själva verket en aning med stigande temperatur. Bild: M. R. Jones (Original Work) PD0, via Wikimedia Commons
III-V –yhdistelmäpuolijohde-kennot Antireflection coating Au grid Flera p-n övergångar med olika halvledare Hög verkningsgrad, till och med > 30 % rekord 44,7 % (4 liitosta) mycket dyra att tillverka dyra material Används främst inom rymdteknologi Markbunden användning inom koncentrerande PV-teknik n-AllnP² Top cell n-GaInP² p-GaInP² Tunnel diode p+-GaAS N+-GaAS n-AIGaAS Bottom cell Vidare har vi 3-5 gruppens kombinationshalvledarceller som är så konstruerade att de har flera p-n övergångar med olika halvledare. Med dessa har man uppnått mycket höga verkningsgrader på över 30 %, rekordet är 44,7 % med 4 övergångar. Det som i dessa är Problematiskt är att de är mycket dyra att tillverka pga att de innehåller dyra material och därför används de främst i tillämpningar där kostnader saknar betydelse som i rymdsatelliter där hög verkningsgrad i förhållande till solcellens storlek och vikt är avgörande. Nere på jorden används GaAs material främst inom koncentrerande PV där man med hjälp av flerövergångssolpaneler kan minska solcellsarean och kostnaderna. n-GaAS p-GaAS Substrate p+GaAS
Detta kursmaterial av VirtualYH-nätverket Finland är licensierat under en Creative Commons Erkännande-DelaLika 4.0 Internationell-licens: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/, om inte annat anges i materialet.