Микроморфная солнечная батарея: Аморфные и микроморфные солнечные панели деньги на ветер! | Пелинг — Cheholshop.ru

Содержание

Микроморфные солнечные модули Хевел | Солнечные батареи

Компания «Энергии солнца» является эксклюзивным поставщиком микроморфных фотоэлектрических солнечных модулей в Краснодарском крае, изготовленных по тонкоплёночной технологии.

Эти модули производятся компанией ООО «Хевел» на производственных мощностях безусловного лидера этой отрасли, фирмы «Oerlikon Solar» (Швейцария).

Изобретение и внедрение принципиально нового по своему строению фотоэлемента, стало возможным после изучения опыта эксплуатации солнечных элементов на основе аморфного кремния и разработке способа нанесения слоя кристаллического кремния нанометровой толщины. В результате инновационные фотоэлектрические модули представляют собой гетероструктурную конструкцию, в которой на базовый слой аморфного кремния, наносится слой кристаллического кремния, толщиной 25 нанометров. При этом, целенаправленное изменение ориентации атомов в структуре кристаллической решётки, приводит к уникальному эффекту прозрачности наноморфного кремния, для видимых лучей спектральной области света, но на порядок увеличивает его возможность преобразовывать инфракрасное излучение.

Всё вместе это приводит к повышению КПД на 30% по сравнению с моно- и поликристаллическими модулями, уменьшению нагрева самих модулей и расширению рабочих диапазонов температур.

Преимущества микроморфных солнечных модулей «Хевел»:

1. Ощутимое снижение стоимости. Фотоэлементы, созданные из аморфного кремния, по технологии «тонкой плёнки», в процессе производства используют революционные технологии 3D печати и их себестоимость при значительных объёмах существенно снижается.

2. Модули «Хевел»лишены производственного брака. Любой человек понимает, что делать такое заявление можно только имея веские аргументы. Но этот аргумент всего один. При производстве модулей «Хевел» была принципиально изменена технология самого процесса. Если остальные фотоэлементы производятся в условиях глубочайшего вакуума и космической стерильности, то для создания модулей «Хевел» применяется принципиально другая технология. Создать условия глубочайшего вакуума и идеальной стерильности крайне трудно. Но гораздо затратнее поддерживать их на должном уровне продолжительное время. Любое нарушение ведёт к браку в процессе производства. Поэтому при создании модулей «Хевел» прибегли к качественно иному методу, который можно сравнить с печатью на специальном принтере. Но вместе с принципиальным отсутствием производственного брака, революционно, на 3 (!) порядка, возросла скорость производства.

3. Растущая продолжительность эффективной эксплуатации. Дело в том, что технология, используемая при производстве модулей «Хевел» исключительно новая, прорывная. Самые первые образцы, созданные с использованием технологии «тонкой плёнки», были произведены в лабораториях НАСА 15 лет назад. По сведениям из официальных источников, эти элементы до сих пор работают в режиме повышенной эксплуатационной нагрузки и демонстрируют уникальные результаты.

4. Принципиальное изменение требований к условиям энергоэффективной эксплуатации. К этому привели новые свойства модулей созданных по технологии «тонкой плёнки»:

Увеличение диапазона температур работы панелей «Хевел» в энергоэффективном режиме более чем на 35%. Такой невиданный прорыв позволил повысить более чем на треть выработку электроэнергии в летний период при использовании фотоэлектрических модулей «Хевел» аналогичной площади.

Отличное поглощение крайних областей спектра видимого света повысило энергоэффективную работу модулей «Хевел» в условиях частичной и полной затенённости. По сравнению с моно- и поликристаллическими модулями, панели «Хевел» производят на 38% больше энергии при частичном затенении.

Поверхностное загрязнение не критично снижают эффективность работы модулей «Хевел». Производство солнечных элементов по технологии «тонкой плёнки», использует принципиально новые материалы, которые способные эффективно работать при рассеянном свете. И если снижение эффективности работы моно- и поликристаллических батарей даже при малой загрязнённости было катастрофичным, то для модулей «Хевел» заметить понижение мощности можно только на приборах.

5. Использование в дизайнерских решениях. Применение при производстве фотоэлектрических модулей «Хевел» новейших материалов обладающих удивительными эксплуатационными качествами, открывает широчайшую дорогу в мир наружной отделки и уличных композиций. Модули «Хевел» можно интегрировать в любой вид отделки дома или садового участка. Есть прекрасная возможность скрытого монтажа путём встраивания их в элементы отделки здания (замена окон, остекление стен, и т.п.).

6. Удобство при монтаже. По сравнению с моно- и поликристаллическими модулями, панели «Хевел» не требуют соблюдения определенного угла наклона (30-50 градусов) при монтаже и могут размещаться как в вертикальной так и в горизонтальной плоскости.

7. Большая эффективность — скорейший возврат инвестиций.

Производитель гарантирует снижение мощности в течении первых 10 лет эксплуатации не более чем на 10%. И не более чем на 20% за 25 лет непрерывного использования. На все модули имеются сертификаты Евросоюза и России.

Солнечные батареи — 296-31-91

Основными представителями рынка фотоэлектрических солнечных панелей являются модули на монокристаллах и на поликристаллах со своими достоинствами и недостатками.

Наша компания «Независимая Энергия», поставляет кроме выше указанных солнечных батарей ещё и модули из микроморфного или напылённого на стекло кремния. Микроморфные солнечные модули универсальны — их располагают где угодно, под любым углом или горизонтально и даже вертикально. Внешне они напоминают больше тёмные или чёрные стеклянные листы с закруглёнными гранями, придают стильный, ультрасовременный вид любому зданию, особенно гармоничны на фасаде коммерческих зданий, напоминают панорамное остекление.

При вертикальном расположении микроморфных модулей эффективность выработки электроэнергии сохранится, как и при их расположении в горизонтальных плоскостях. В облачную погоду микроморфный модуль генерирует энергии не на много меньше, несмотря на то, что в это трудно поверить. Но на деле это действительно так, благодаря структуре микроморфного кремния, рассеянный солнечный свет, падая на поверхность модуля во время облачности, продолжает активно возбуждать электроны.

Микроморфные панели обладают меньшей температурной зависимостью, особенно летом, когда жарко, на выработку энергии не влияет нагрев. Имеют повышенный КПД. Защищены от наведённого потенциала при грозе, отсутствием металлической рамки. Если сравнить параметры микроморфного модуля Хевел 125Вт и обычного монокристаллического 150Вт, заметна разница в диапазонах рабочих напряжений: у первого 56В, у второго 24В. Этот перевес и объясняет причину лучшей работы микроморфных модулей в облачную погоду и в любых плоскостях. При значительно меньшей стоимости и сроке окупаемости, микроморфные солнечные батареи, эстетичного вида выгодны особенно при отсутствии угла наклона крыши= широте, или когда крыша здания обращена не на юг. Не говоря, о не всегда солнечной погоде наших широт Ростовской области.

Производят их в России, они дешевле и качественнее китайских.

Поэтому отказаться от российских панелей «Хевел» в пользу китайских придётся лишь объектам с ограниченной площадью для монтажа.

Солнечная батарея своими руками: принципы использования

Несмотря на стремительное развитие науки и техники, оборудование для создания альтернативных источников энергии остаётся малодоступным для большинства граждан. Это же относится и к солнечным модулям. Однако есть прекрасное решение: солнечная батарея своими руками. Никто не запрещает сделать систему в домашних условиях, тем более, что это несложно.

Любой мужчина может ввести свой запрос в каком-либо поисковике и получит массу предложений о продаже солнечной батареи, в том числе и в странах бывшего СССР. Наиболее дорогие солнечные модули оказались в Беларуси, а самые дешёвые — в Украине и России. Не стоит пренебрегать и популярными интернет-аукционами, к примеру, eBay. Цена солнечной системы фотоэлементов здесь ещё более привлекательна. Помните, что для работы с данным аукционом потребуется не только регистрация на портале, но и банковская карта Visa Classic в американских долларах, а также регистрация в платёжной системе Pay Pal с одновременной привязкой к карте.

Помимо этого, при сравнении цен не забывайте учитывать сумму доставки, которая часто составляет не менее нескольких десятков долларов.

Инетересное:

Солнечные электростанции своими руками.
Советы по созданию солнечных панелей своими руками.

Прежде, чем приобрести солнечный модуль, вам необходимо будет определиться с выбором типа фотоэлектрического преобразователя. Монокристаллический тип прослужит дольше (лет 30), но в условиях облачности либо другого изменения прямых попаданий солнечных лучей его мощность падает. Поликристаллический тип практически не реагирует на смену погоды, однако период его службы короче — порядка 20 лет. Также он имеет КПД 7-9%, что ниже КПД монокристаллического типа на 4-6%.

Виды модулей солнечных батарей

Однопереходные конструкции (мощность от 90 до 105 Вт).
Полупрозрачные системы, мощность которых — 75-95 Вт, а степень прозрачности 20 — 40%. Такая модель увеличивает возможности использования подобного рода модулей при внедрении в здании. Их можно использовать во время остекления зданий, заменив ими окна либо же тонированные стёкла.

Микроморфные модули с мощностью 118 — 140 Вт. Самая новая технология, рая превосходит стандартные модули по коэффициенту полезного действия и высокому показателю вырабатываемой мощности.

Виды солнечных модулей

Микроморфный тип солнечной батареи.

Главным преимуществом такого вида солнечной технологии считается её невысокая стоимость, экологичность, способность улавливать рассеянный свет. Всё это значительно увеличивает производство электроэнергии в любых климатических условиях. Помимо того, это даёт возможность использовать микроморфные солнечные технологии в реконструкции и строительстве зданий коммерческого и социального назначения.

Микроморфные солнечные батареи

Технология создания такого типа системы основывается на использовании микроморфного покрытия, которые представляют собой тонкие плёнки из кремния. Последние являются новым поколением технологии, уже успевшей положительно зарекомендовать себя в этой сфере — фотоэлектрических модулей, основанных на аморфном кремнии.

Традиционная система солнечного элемента (гетероструктурного) на базе аморфного и микроморфного кремния имеет ряд отличий от технологий предыдущего поколения (аморфного кремния) присутствием микроморфного слоя, который позволяет преобразовывать расширенный спектр длины излучающих волн. Таким образом, увеличивается коэффициент полезного действия самого модуля.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

Такому типу модулей присущ положительный толеранс, то есть настоящая мощность в начале периода эксплуатации превышает номинальную. Потом по действием деградации мощность снижается до номинального показателя. Такой перепад учтён в номинальной мощности устройства. В итоге при покупке такого вида модуля в первые месяцы его использования клиент получает до пятнадцати процентов мощности устройств бесплатно.

Солнечная батарея своими руками

Солнечная батарея своими руками дело нехитрое. Поэтапная инструкция изготовления солнечных модулей в домашних условиях выглядит примерно так:

Выбираем фотоэлемент

Перед приобретением фотоэлементов для создания солнечной панели своими руками важно предусмотреть несколько принципиальных моментов. Следует сперва определить нагрузку, которую будут питать будущие солнечные батареи. Это позволит понять потребность в фотоэлементах, их мощность, а также площадь, которую они будут занимать. Здесь следует подумать о возможном наращивании батарей в будущем. Располагать фотоэлементы лучше на самой солнечной стороне с соответствующим углом наклона. Для максимально эффективного использования панелей рекомендуем организовать возможность механического изменения угла их наклона. Это особенно пригодится в зимний период, когда для защиты от налипания снега батареи устанавливают почти перпендикулярно земле.

Материал для каркаса

При выборе материала для каркаса батарей для солнечных панелей особых ограничений нет. Единственное требование для материала прозрачной поверхности — защита от инфракрасного спектра. Благодаря этому фотоэлементы будут меньше нагреваться. На практике используют орг- или обычное стекло. Алюминиевый уголок берут для создания корпуса, хотя можно встретить и иные решения, например, из фанеры и ДСП.

Сборка солнечных батарей

При сборке солнечные батареи своими руками не обойтись без пайки, даже если вы приобрели фотоэлементы с заранее припаянными проводниками. В данном случае только упроститься ваша задача. Помните о хрупкости элементов и действуйте осторожно. Не кладите одну батарею на другую во избежание появления трещин на них. Перед пайкой обязательно нанесение флюса и припоя.

Завершив изготовление каркаса и пайку, можно начинать сборку панелей. Элементы осторожно располагают на лицевой поверхности с таким расчётом, чтобы между ними сохранить небольшой зазор (не менее 5 миллиметров). Некоторые самоделкины сперва переносят все фотоэлементы на лицевую поверхность и потом паяют. Далее каждый крайний элемент припаивается к шине. Они продаются с наборами и выглядят как широкие проводники. После выводим + и -.

Выясняем: когда стоит устанавливать солнечные батареи и как быстро они окупаются?

Стоит также вывести среднюю точку, позволяющую подключить шунтирующие диоды к каждой половине панели. За счёт этого батарея не разрядится в темноте или при пасмурной погоде. Применять следует диоды Шотке.

Диоды Шотке

Завершать сборку необходимо герметизацией. Однако перед этим желательно провести тест панелей, проверив пайку. В западных странах герметизацию проводят компаундами, но из-за их дороговизны в нашей стране применяют герметик из силикона. Сперва зафиксируйте конструкцию с краёв и по центру и только после этого заливайте пространство между элементами силиконом. Тыльная сторона покрывается акрилом, предварительно смешанным с силиконовым герметикам.

Солнечные модули своими руками

Интересное:

Как подключить солнечные батареи.
Особенности сборки солнечной батареи.
Солнечная батарея из алюминиевых банок своими руками.
Сборка солнечных батарей своими руками.

Как вы сами могли убедиться, сборка солнечных батарей собственными руками вполне посильная задача для любого мужчины.

Солнечные батареи для дачи: инструкция по подбору оборудования

Вопрос выбора солнечных панелей для частного дома довольно непростой. Чтобы узнать, какое оборудование Вам необходимо, нужно ответить себе на некоторые вопросы:

Тип панелей Есть ли лимит по площади?

Если да – лучше выбрать солнечные панели из монокристаллического кремния. Благодаря немного более высокому КПД, они занимают меньше площади при одной и той же мощности, что и поликремниевые панели. Если нет – берите для дома солнечные батареи из поликристаллического кремния – они дешевле и немного лучше работают в пасмурную погоду из-за того, что солнечные элементы имеют неодинаковую ориентацию кристаллов кремния.

Если же у Вас особые условия для размещения (к примеру, изогнутая кровля или крыша из поликарбоната), то следует обратить внимание на гибкие солнечные модули из аморфного кремния. Они клеятся на любую поверхность и не требуютдополнительных конструкций.

К тому же, эти модули очень хорошо работают с рассеянным светом. Поэтому, если ясные дни в Вашем регионе бывают не часто, можно присмотреться именно к таким панелям.

Еще одним вариантом можно считать батареи из микроморфного кремния. Это следующее поколение аморфных солнечных батарей, которые работают как в видимой, так и в инфракрасной части спектра.

Практика показала, что такие панели дают большую суммарную среднегодовую выработку по сравнению с классическими. Кроме того, такие панели не так требовательны к углу наклона и ориентации по сторонам света. А еще они не такие дорогие, потому что в производстве используется меньше кремния.

Мощность солнечных батарей

Чтобы определиться с мощностью солнечных панелей, необходимоопределить среднее потребление электроэнергии в Вашем доме (например, по квитанциям от ЖКХ), а потом решить, сколько от этого количества Вы хотите перекрывать при помощи альтернативных источников энергии.

Предположим, в месяц Вы потребляете триста кВт*ч электрической энергии. Это около 10 кВт*ч в день и 3600 кВт*ч за год. Для Херсона можно считать, что солнечные батареи, мощностью 1 кВт вырабатывают в среднем 1300 кВт*ч в год (около 110 кВт*ч в месяц). Если делается расчет для лета, считается, что модуль отдает свою номинальную мощность 6 часов в день (солнечная батарея на 250 Вт выработает 250*6 = 1500 Вт*ч в сутки, при условии, что стоит солнечная погода).

В таком случае для полной компенсации Вам необходимо поставить 3 кВт панелей (12 штук по 250 Вт, 1,65 м. кв. каждая). Если установить сразу 12 панелей нет возможности, можно поставить половину, а потом добавить.

Кристаллический фотоэлемент – это полупроводниковая структура, которая формируется на поверхности кристалла кремния, используя его материал для построения производящего электричество p-n перехода.

Аморфный фотоэлемент — представляет собой пленку кремния и других элементов осажденную на подложку (например, стальную фольгу). В результате такого последовательного осаждения создаются слои, формирующие p-n переходы, вырабатывающие электрический ток.

Особенности этих типов фотоэлементов солнечных батарей с точки зрения потребителя

Параметр	Кристалл	Аморфный
КПД	9…14%	6…8% ¹)
Выходное напряжение одного ФЭ ²)	Около 0. 5В	Около 1.7В
Спектр макс. чувствительности	Ближе к красному краю	Ближе к ультрафиолету
Гибкость	Хрупкие	Могут гнуться, зависит от подложки
Надежность в экстремальных условиях	Могут быть легко сломаны, требуют механической защиты	Весьма устойчивы к механическим воздействиям
Герметичность ³)	Герметичны	Герметичны
Долговечность	Почти «вечные», снижение эффективности в несколько процентов за годы эксплуатации.	Незначительно «выгорают» на солнце (приблизительно до 4% за первые 4 года непрерывного лежания на солнце. Это относится к солнечным батареям компаний SanCharger и «Квант», многие дешевые китайские поделки «умирают» за несколько лет. )
Стоимость ⁴)	Дешевле	Дороже
Вес ⁵)	Тяжелее	Легче

Примечание:

Меньший КПД влечет необходимость использовать солнечные батареи большей площади.
Более высокое выходное напряжение единичного фотоэлемента позволяет строить солнечные батареи из меньшего их числа, следовательно, меньшего количества соединений, что повышает общую надежность батареи. (Например, для получения на выходе 14В необходимо соединить последовательно около 30 кристаллических ФЭ, и всего 8шт аморфных)
При «нормальном»заводском изготовлении все ФЭ ламинируют в пластик (типа полиэтилена) из которого выходят только выходные проводники, поэтому их практически всегда можно принимать герметичными, и далее отдельно об этом не упоминать.
Считается, что аморфный кремний обеспечивает получение более дешевых фотоэлементов, однако на сегодняшний день кристаллы все же дешевле. Хотя, эта разница все больше сокращается. Реальное положение дел с ценами можно проследить в итоговой таблице в конце статьи.
В реальности, вес маломощной батареи с учетом необходимой механической защиты ФЭ и его площади получается практически одинаковым для аморфных и кристаллических батарей.

Сравним цены на солнечные батареи для дома и дачи:

Самые дешевые — модулииз аморфного кремния. Их цена 0,9 — 1,1 доллара за Вт;
После них следуют микроморфные солнечные панели: 1 — 1,2 доллара/Вт;
На третьем месте расположились поликристаллические солнечные панели со стоимостью 1,1 — 1,3 usd за Вт;
Ну и самыми дорогими являются модули из монокремния. Их цена — 1,3 — 1,5 usd за 1 Вт мощности.

Рекомендуем ознакомится с нашим прайс-листом на солнечные батареи и фотомудули

принцип работы панелей, готовые комплекты российского производства для частного дома

Ежеминутно на поверхность нашей планеты попадает много солнечной энергии, без которой жизнь на Земле невозможна. Однако это еще не все, на что она способна, сегодня мы вступаем в эру альтернативных возобновляемых источников энергии, используя активность Солнца, ветра и воды. Крупнейшие солнечные электростанции уже вырабатывают около 1% всей мировой электроэнергии, поэтому будущее за новыми разработками. И этим мы обязаны науке и современным технологиям, благодаря которым это стало возможным.

Устройство панелей

Растущая в цене электроэнергия поневоле заставляет задуматься об экономии. И отличной альтернативой в данном случае считаются природные источники энергии. Оптимальным решение для частного дома является альтернативная электростанция – солнечная батарея.

Изначально может показаться, что вся система солнечной батареи слишком большая, а принцип ее работы невероятно сложен. И чтобы понять, как функционирует солнечная батарея в деле, необходимо детально рассмотреть ее конструкцию.

В действительности гелиосистема устроена довольно просто и состоит из четырех основных элементов.

Солнечная батарея – по форме и размерам представляет собой прямоугольную панель с определенным количеством пластинок. В основу солнечной батареи входят полупроводниковые материалы. Миниатюрные преобразователи собираются в модули, а модули – в единую систему гелиоколлектора.
Контроллер – выполняет функцию посредника между солнечным модулем и аккумулятором. Он необходим для отслеживания уровня заряда аккумулятора. Его роль крайне важна во всей цепи – контроллер не дает закипать или падать электрическому потенциалу, который необходим для стабильного функционирования всей системы.
Инвертор – преобразует постоянный ток солнечного модуля в переменный 220-230 вольт. Гибридный сетевой инвертор может использовать для своей работы как постоянный, так и переменный ток. Но стоит учитывать, что для работы инвертора тоже необходима энергия, и его расход составляет порядка 30% потерь на преобразование. И в пасмурную погоду или в темное время суток вся энергия для работы будет расходоваться из аккумулятора. То есть если аккумулятор разрядится, то инвертор перестанет работать.
Аккумулятор – преобразованная в электричество солнечная энергия не всегда используется в доме в полном объеме. Излишки могут накапливаться в аккумуляторе и использоваться в темное время суток и в пасмурную погоду.

Но перед тем как приступить к выбору и установке солнечной батареи на крыше, необходимо разобраться в принципах работы устройства, а также рассчитать рабочие узлы гелиосистемы.

Технические характеристики

Основным элементом каждой солнечной батареи является фотоэлектрический преобразователь.

В массовом производстве используется три типа элементов из кремния.

Монокристаллические – искусственно выращенные кремниевые кристаллы нарезаются на тонкие пластины. В основу модуля входит очищенный чистый кремний. Поверхность больше похожа на пчелиные соты или небольшие ячейки, которые соединяются между собой в единую структуру. Готовые маленькие пластинки соединяются между собой сеткой из электроводов. В данном случае процесс производства более трудоемкий и энергозатратный, что отражается на конечной стоимости солнечной батареи. Но монокристаллические элементы обладают большей производительностью, а средний КПД составляет около 24%. Срок службы монокристаллических батарей больше, они прослужат в среднем около 30 лет.
Поликристаллические – в основе кремниевый расплав. Такие модули считаются оптимальным решением для жилого частного дачного дома. Несколько кристаллов из кремния объединяются в один фотоэлемент. Поверхность поликристаллической солнечной батареи имеет неоднородную поверхность, из-за чего хуже поглощает свет. И КПД, соответственно, ниже, находится в пределах 20%. Срок службы поликристаллической панели составляет 20-25 лет. Они имеют характерное отличие – темно-синий цвет покрытия. Такие модули дешевле аналогов, что позволяет окупить всю систему примерно за 3 года.
Тонкопленочные – имеют гибкую подложку, что позволяет монтировать батарею на любую поверхность с углами и изгибами. Тонкий слой полупроводников наносится методом напыления на поверхность батареи. Такие системы имеют очевидный недостаток – маленький КПД. Производительность в среднем составляет около 10%. То есть для обеспечения энергией дома потребуется в два раза больше тонкопленочных батарей, чем поликристаллических. И срок службы таких панелей меньше других аналогов – в среднем ресурс работы составляет около 20 лет.

Идеально, если солнечные батареи могут полностью обеспечить дом электроэнергией. Но довольно часто энергия Солнца используется для горячего водоснабжения или же для отопления. Но чтобы выполнить любую из этих целей, необходимо высчитать реальную мощность на квадратный метр и необходимое количество модулей. Мощность солнечного модуля зависит от количества солнечных лучей, которые попадают на поверхность батареи. Чтобы правильно сделать выбор, также следует изучить принцип действия домашней мини-электростанции.

Принцип действия

Первый прототип гелиоколлектора, который всем известен еще с прошлого века – это дачный летний душ. Он представлял собой большую емкость, которая окрашивалась в черный цвет, в течение дня вода в ней нагревалась, что позволяло каждому дачнику вечером принимать теплый душ.

Гелиоколлектор – это плоская панель, которая располагается на улице, как правило, на крыше, и способна преобразовывать 90% солнечного излучения в энергию. В дальнейшем энергия отправляется в систему и распределяется на нужды электроснабжения. Но если гелиосистема используется для отопления или горячего водоснабжения, то энергия при помощи маломощного насоса направляется в бак-аккумулятор.

В разное время суток и в разные сезоны уровень освещения меняется. Поэтому для обеспечения бесперебойной поставки энергии в дом солнечная батарея имеет целую систему. Ученые научились управлять таким микрофизическим явлением, как фотоэлектрический эффект. И хотя, на первый взгляд, принцип действия кажется технически сложным, в действительности, принцип действия и схема электрической цепи выглядят очень просто.

Основная задача всей системы заключается в том, чтобы преобразовать энергию солнца и выдать постоянный ток определенной величины.

Плюсы и минусы

Установить солнечные батареи в своем доме может каждый желающий.

К тому же они имеют множество преимуществ.

Энергоэффективность – в зависимости от своего вида солнечные батареи имеют разный показатель. Но в среднем КПД составляет от 14 до 30%.
Солнечные батареи особенно востребованы на дачных участках. И этому есть два разумных объяснения. Во-первых, дачные участки зачастую находятся вдали от централизованных источников энергоснабжения в районах с малоразвитой инфраструктурой. И во-вторых, преобразование солнечных лучей в энергию особенно актуально именно в разгар дачного сезона – летом.
При необходимости мини-электростанцию можно дополнять новыми солнечными батареями для увеличения мощности.
Экономия – для южных регионов страны использование солнечной батареи для горячего водоснабжения позволяет сэкономить до 60% энергии в среднем за год: 30% зимой и 100% летом.
Подобные системы актуальны не только для частного использования, например, для дома, но и для предприятий, образовательных и медицинских учреждений. В производственном цехе солнечную батарею можно использовать в качестве дополнительного источника тепла для центрального отопления зимой, а летом – для подачи технологической горячей воды.
Выгода – заплатить за оборудование необходимо только один раз, впоследствии система не требует никаких вложений и обслуживания.
Экологический источник энергии – особенно важный аспект в планетарном плане, потому что запасы энергоносителей на Земле не безграничны.
Надежность – в данном случае многое зависит от выбранной модели и правильности установки.

Несмотря на множество плюсов, солнечные батареи имеют один весомы недостаток: их разумнее использовать в регионах с малым числом пасмурных дней в году, а таких на территории России очень ограниченное количество.

Стоит отметить, что система окупается через несколько лет и позволяет владельцу в будущем экономить колоссальные деньги. К примеру исходя из сегодняшних тарифов на электричество и дизель, можно с уверенностью сказать, гелиосистема окупится за 3-4 года в частном загородном коттедже для семьи из 5-7 человек. А при переходе с газа – окупаемость составит до 8-10 лет.

Виды

Сегодня различные виды солнечных батарей набирают все большую популярность. На первый взгляд, может показаться, что все солнечные модули одинаковые: большое количество отдельных маленьких фотоэлементов соединены между собой и закрыты прозрачной пленкой. Но, в действительности, все модули отличаются по мощности, конструкции и размерам. И на данный момент производители поделили гелиосистемы на два основных типа: кремниевые и пленочные.

Для бытовых целей устанавливаются солнечные батареи с фотоэлементами из кремния. Они являются на рынке самыми популярными. Из которых можно также выделить три вида – это поликристаллические, монокристаллические, о них уже было рассказано более подробно в статье, и аморфные, на которых остановимся подробнее.

Аморфные – изготавливаются также на основе кремния, но, кроме того, имеют также и гибкую эластичную структуру. Но производятся не из кристаллов кремния, а из силана – другое название кремневодород. Из особенностей аморфных модулей можно отметить отличную эффективность даже при пасмурной погоде и возможность повторять любую поверхность. Но КПД значительно ниже – всего 5%.

Второй тип солнечных панелей – пленочные, вырабатывается на основе нескольких веществ.

Кадмий – такие панели были разработаны еще в 70-х годах прошлого столетия и использовались в космосе. Но на сегодняшний день кадмий применяется также и при производстве промышленных и бытовых солнечных электростанций.
Модули на основе полупроводника CIGS – разработаны из селенида меди, индия и представляют собой пленочные панели. Индий также широко используется при производстве жидкокристаллических мониторов.
Полимер – также используется при производстве солнечных пленочных модулей. Толщина одной панели около 100 нм, но КПД остается на уровне 5%. Но из плюсов можно отметить, что такие системы имеют доступную цену и не выделяют вредные вещества в атмосферу.

Но также на сегодняшний день на рынке представлены менее громоздкие переносные модели. Они специально разработаны для использования во время активного отдыха. Зачастую такие солнечные батареи используются для подзарядки портативных устройств: небольших гаджетов, мобильных телефонов, фотоаппаратов и видеокамер.

Портативные модули делятся на четыре вида.

Маломощные – дают минимальный заряд, которого хватает для подзарядки мобильного телефона.
Гибкие – могут сворачиваться в рулон и имеют небольшой вес, благодаря этому и обусловлена большая популярность среди туристов и путешественников.
Закрепленные на подложке – имеют значительно больший вес, примерно 7-10 кг и, соответственно, дают больше энергии. Такие модули специально разработаны для использования в дальних автомобильных поездках, а также могут использоваться для частичного автономного снабжения энергией загородного домика.
Универсальные – незаменимы в пешем туризме, устройство имеет несколько переходников для одновременного заряда различных устройств, вес может достигать 1,5 кг.

Эффективность работы зимой

Для гелиосистемы морозная погода не играет роли. Главным здесь является количество ясных световых дней. И, к примеру, если использовать солнечную батарею для горячего водоснабжения, даже в зимний период тридцатиградусных морозов можно стабильно иметь в баке воду температурой 40°C – 50°C.

В регионах с резко континентальным климатом и суровой зимой отказаться от центрального отопления не получится. Но можно дополнить систему баками косвенного нагрева, которые позволяют совмещать различные источники тепла с возможностью включения в работу энергии солнца автоматически и по мере необходимости.

А также можно использовать гелиосистему для поддержки отопления в системе «теплый пол». При этом для 100 квадратных метров пола необходимо примерно 8 коллекторов. Но в летнее время такая большая система будет избыточной, разве что можно использовать ее для поддержания температуры в бассейне или сауне.

В зимний период разумнее использовать накопленную за лето энергию. В данном случае необходимо будет дополнительно установить аккумулятор для накопления электрического заряда.

Его роль в системе вполне понятна – аккумулятор позволит запастись электричеством солнечного модуля. И тогда можно будет использовать солнечную энергию в качестве электричества.

Как выбрать?

Установка гелиосистемы на собственном участке обойдется в приличную сумму. Перед тем как приступать к установке солнечной батареи, необходимо определиться с требующейся мощностью для всех приборов. И в первую очередь необходимо вычислить оптимальную пиковую нагрузку в киловаттах и рациональное условно среднее потребление энергии в киловатт/часах для обеспечения нужд дома или участка.

Для рационального использования солнечного электричества необходимо определить:

пиковую нагрузку – для ее определения необходимо сложить мощность всех приборов, включенных одновременно;
максимум потребляемой мощности – параметр, необходимый для определения категории приборов, которые должны работать в одно время;
суточное потребление – определяется умножением индивидуальной мощности отдельно взятого прибора на время, в течение которого он работал;
среднесуточное потребление – определяется путем сложения расхода энергии всех электроприборов за одни сутки.

Все эти данные необходимы для комплектации и стабильной последующей работы солнечной батареи. Полученная информация позволит подобрать более подходящие параметры аккумуляторного блока – дорогостоящего элемента солнечной системы.

Для проведения всех расчетов понадобится лист в клетку или, если вы предпочитаете работать на компьютере, то удобнее всего будет использовать файл Excel. Подготовьте шаблон таблицы с 29-ю колонками.

Укажите названия граф по порядку.

Название электроприбора, бытовой техники или инструмента – специалисты рекомендуют начинать описывать энергопотребителей с прихожей, а затем двигаться вкруговую по часовой или против часовой стрелки. Если дом имеет более одного этажа, то отправной точкой всех последующих уровней служит лестница. А также укажите уличные электроприборы.
Индивидуальная потребляемая мощность.
Время суток начиная от 00 и до 23 часов, то есть для этого вам понадобится 24 колонки. В колонках со временем необходимо будет указать два числа в виде дроби: продолжительность работы в течение конкретного часа/ индивидуальную потребляемую мощность.
В 27 колонке укажите суммарное время работы электроприбора за сутки.
Для 28 колонки необходимо помножить между собой данные из 27 колонки на индивидуально потребляемую мощность.
После заполнения таблицы вычисляется итоговая нагрузка каждого прибора на протяжении каждого часа – полученные данные вводятся в 29 колонку.

После заполнения последней колонки определяется среднесуточное потребления. Для этого все данные в последней колонке суммируют. Но в данном расчете не учитывается потребление всей системы гелиоколлектора. Для вычисления этих данных необходимо учитывать вспомогательный коэффициент при итоговых расчетах.

Такой тщательный и кропотливый подсчет позволит получить развернутую спецификацию энергопотребителей с учетом часовых нагрузок. Поскольку солнечная энергия очень дорогая, ее расход необходимо минимизировать и рационально использовать для питания всех приборов. К примеру, если гелиоколлектор будет использоваться в качестве резервного питания дома, то полученные данные позволят исключить энергоемкие приборы от сети до окончательного восстановления основного электроснабжения.

Для постоянного снабжения дома энергией от солнечной батареи при расчетах часовые нагрузки выдвигаются вперед. Потребление электроэнергии необходимо настроить таким образом, чтобы исключить аварийные ситуации при работе системы и выровнять максимальные нагрузки.

В таком случае все максимальные нагрузки должны совпадать с максимальной активностью солнца, то есть попадать на светлое время суток.

На данном графике наглядно показано, как рационально использовать энергию солнца в доме. Первоначальный график показывает, что нагрузка распределялась в течение суток хаотично: среднесуточная почасовая составляла 750 Вт, а показатель потребления – 18 кВт в час. После точных расчетов и грамотного планирования удалось снизить показатель суточного потребления до 12 кВт/час, а среднесуточную почасовую нагрузку до 500 Вт. Данный вариант распределения энергии также подходит и для резервного питания.

Сфера применения

Солнечные батареи являются наиболее выдающимся достижением в области альтернативной энергии. Они выполняют важнейшую функцию для энергосбережения и сохранения благ цивилизации. В летний период на даче солнечные батареи могут использоваться для обеспечения энергией электроприборов и бытовой техники, системы отопления или для горячего водоснабжения.

Туристы и путешественники, как правило, выбирают переносные солнечные батареи для зарядки портативных устройств. Они незаменимы в местах, где отсутствует электропитание.

Подобные устройства можно использовать также и для энергоснабжения квартиры. И если окна вашей квартиры выходят на солнечную сторону, вы можете смело установить солнечные батареи на балконе или фасаде дома, только предварительно необходимо будет получить разрешение управляющей компании или ТСЖ.

Схема подключения

Солнечные батареи можно разместить на крыше дома, неважно, скатной или плоской, а также на балконе, фасаде или даже во дворе. Но также необходимо будет выделить место на чердаке или в подвале для всей остальной системы.

Необходимо соблюдать основные рекомендации специалистов при установке солнечной батареи.

Внимательно рассмотрите все элементы солнечной системы перед покупкой на отсутствие повреждений и дефектов. Во время перевозки сохраняйте заводскую упаковку комплекта, чтобы не допустить нарушения целостности экрана.
Основные элементы контроля и регулировки солнечных батарей занимают минимум места. Как правило, необходимый минимум включает в себя инвертор, контроллер и АКБ. А также если позволяет климат региона и технические особенности участка, то устройства управления и контроля можно установить на улице. Но лучше для всей системы мини-электростанции выбрать отапливаемое сухое помещение, потому что при снижении окружающей температуры воздуха до -5?C емкость батареи уменьшается вдвое.

Солнечные модули, контроллеры и инверторы выпускаются под напряжением 12, 24 и 48 вольт. Большое напряжение позволяет использовать провода с меньшим сечением. Но чем меньше напряжение, к примеру, при 12 В проще заменить вышедшие из строя аккумуляторы. При работе с 24 вольтами понадобится заменять аккумуляторы попарно. А при замене аккумулятора 48 вольт понадобится 4 батареи на одной ветке, что, в свою очередь, опасно и может привести к поражению электрическим током.
Для системы солнечной батареи необходимо использовать специальные аккумуляторы с меткой Solar. В идеале все аккумуляторы должны быть от одного производителя и из одной партии.
Количество фотоэлементов в одном модуле должно быть от 36 до 72 штук – это оптимальное количество для получения заявленного тока. Не стоит устанавливать сдвоенные модули с количеством фотоэлементов от 72 до 144. Во-первых, их проблематично транспортировать. А во-вторых, они первыми выходят из строя при сильных морозах.

Большие модули должны иметь усиленный корпус и дополнительную защиту в виде стекла. Поскольку модули устанавливаются на крыше, на них оказываются большие нагрузки в виде осадков и ветра.
Собирать комплект солнечной батарее необходимо на открытой площадке или в просторном помещении.
Для установки солнечной батареи на участке необходимо выбрать хорошо освещенное открытое место, на котором не появляется тень от рядом стоящих зданий или деревьев. Отлично для этого подойдет крыша дома или любой другой постройки.
Угол наклона солнечных модулей играет большую роль при получении энергии. Поток энергии пропорционален положению солнца. Поэтому стоит заранее предусмотреть возможность изменения угла наклона для крепления при смене сезона, когда положение солнца и направление лучей меняется.

Изготовление в домашних условиях

Комплексная гелиосистема потребует немалого вложения средств. Но все потраченные деньги вернутся в будущем. Срок окупаемости в зависимости от количества модулей и способов использования солнечной энергии будет разниться. Но все же можно уменьшить первоначальные расходы не за счет потери качества, а за счет разумного подхода к выбору компонентов солнечной батареи.

Если вы неограничены в площади установки солнечных модулей, и в вашем распоряжении есть приличное пространство, то на 100 кв. м вы можете установить поликристаллические солнечные батареи. Это позволит сэкономить немалую сумму в семейном бюджете.

Не старайтесь покрыть полностью крышу солнечными батареями. Для начала установите пару модулей и подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Нарастить мощность и увеличить количество модулей можно всегда со временем.

Если вы ограничены в бюджете, то можете отказаться от установки контроллера – это вспомогательный элемент, который необходим для отслеживания уровня заряда батареи. Вместо него, можно дополнительно подсоединить к системе еще один аккумулятор – это позволит избежать перезаряда и увеличит емкость системы. А для контроля заряда можно использовать обычные автомобильные часы, которыми можно измерять напряжение, да и стоят они в разы дешевле.

И один важный совет, замените все лампы накаливания на современные. В идеале использовать светодиодные – у них гораздо меньшее потребление электроэнергии и работают они от 12 В.

Как выбрать солнечную батарею для дома.Какие солнечные батареи лучше

Выбор солнечных панелей

Одним из факторов выбора солнечной батареи является климатическая зона, сколько солнечных дней в вашей местности в году, продолжительность светового времени суток.

Посмотреть, как подходят солнечные батареи для вашей местности, можно на карте освещенности. Определить, какую мощность электроэнергии вам необходимо получать за час работы, за сутки, год.

Также нужно учитывать и аварийную ситуацию, когда не смогут работать солнечные панели. Немаловажное значение имеет выбор хорошего производителя, тип солнечных панелей.Важное значение имеет толщина фотоэлемента, которая обеспечивает эмиссию электронов длительное время.

Качество изготовления батареи также влияет на ее срок службы. Текстурированное стекло увеличивает эффективность работы панелей в пасмурную погоду.

Карта солнечных энергоресурсов

Стоимость солнечных панелей

Мощность солнечных модулей влияет на ее стоимость. Панели большой мощности стоят дороже. От мощности зависит размер батареи. Различные типы солнечных модулей имеют разные размеры.

Перед тем как выбрать солнечные батареи для дома нужно знать место установки панелей, их мощность, чтобы хватило отведенного для них места. Если в дальнейшем будете увеличивать мощность солнечных панелей, нужно предусмотреть резервное место.

Солнечная панель из аморфного кремния

Таким образом, стоимость модуля определяется выбранной мощностью, размером, надежностью и долговечностью. Если остановиться на выборе батареи по низкой стоимости, вы рискуете получить некачественно систему солнечного энергоснабжения, с заниженной мощностью.

Приблизительная стоимость солнечных панелей:

Гибкие панели из аморфного кремния оценивают в 1,1 $ за Вт.

Из этой же группы микроморфные модули – 1,2 $ за Вт.

Поликристаллические панели – 1,3 $ за Вт.

Самые дорогие монокристаллические батареи – 1,5 $ за Вт.

Выбор типа солнечных панелей

Наиболее эффективными, и меньших размеров являются монокристаллические фотоэлементы. Монокристаллическим модулям необходимо меньше места на крыше. Однако стоимость их высока. Если вопрос о цене не стоит так остро, тогда их выбор будет лучшим вариантом.

Микроморфная солнечная панель

Поликристаллические батареи немного уступают монокристаллическим модулям по эффективности, но имеют меньшую стоимость. Поэтому они пользуются высокой популярностью. Последние разработки поликристаллических панелей и все сильнее сближают их с характеристиками монокристаллов.

Поликристаллическая солнечная панель

Тонкопленочные солнечные батареи имеют меньшую эффективность и мощность на 1 м², чем первые два. На рынке появился новый тип солнечной модулей из микроморфного кремния. Эти новые батареи аморфного поколения хорошо работают в видимой и инфракрасной области спектра. Эти панели вырабатывают больше суммарной годовой мощности, чем другие.

Монокристаллическая солнечная панель

Точная ориентация на солнце для них не столь важна. Также эти модули имеют более дешевую технологию изготовления. Срок эксплуатации качественных батарей не меньше 25 лет. По внешнему виду можно отличить монокристаллические модули от поликристаллических. Первый собран из псевдоквадратов черного цвета, а вторые имеют ровные квадраты синих оттенков.

В заключении сделаем вывод, что для областей с преобладающей пасмурной погодой подходят панели из микроморфного кремния, для более южных областей выбор можно остановить на поликристаллических батареях.

Солнечные батареи для отопления частного дома и дачи

Весь лишний вырабатываемый ток попадает в резистор. Для преобразования постоянного электротока в переменный, необходимый для работы бытовых приборов, применяют инверторы.

Загородный коттедж с установленными солнечными панелями

Преимущества солнечной системы:

помещение отапливается в течение года, температуру можно регулировать;
не потребуется оплачивать электроэнергию государству;
экраны устанавливают для любых необходимых нужд;
практически у всех моделей долгий срок гарантии.

Конструкция и схема устройства солнечной электростанции для дома

Весь комплекс солнечной системы очень редко даёт сбои в работе, поэтому не беспокойтесь о замене деталей или самой панели. Если систему устанавливают для отопления дома, требуется изучить исключения. Поскольку не все батареи подходят для этих целей.
География расположения дома – один из важных пунктов. Если в регионе часто стоит облачная погода, система может работать не в полной мере.

Недостатки солнечных систем:

сравнительно высокая цена;
в некоторых регионах низкая выработка в сравнении с переменным током в доме;
нужно подготовить место для всех составляющих системы;
долгий срок окупаемости;
требуется постоянный уход;
неэффективно в регионах с продолжительной зимой и пасмурными днями.

Несмотря на ряд недостатков, солнечные батареи могут заменить автономное отопление в доме, а также обеспечить электроэнергией бытовые приборы.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Из чего состоит система солнечных батарей для дома

Солнечные системы есть двух видов: фотоэлектрические производители тока малых и больших размеров. К категории малого размера относят экраны мощностью 12-24 В. Они дают электроэнергию для телевизора и еще нескольких приборов, мощность которых не больше 1 кВт.

Схема устройства солнечной системы для коттеджа

Большие модели используют для отопления дома и подачи энергии для всех электроприборов в доме. Однако, если дом будет в несколько этажей, энергии вряд ли хватит.

Есть различия в комплектации системы. Стандартный набор включает в себя:

вакуумный солнечный собиратель;
контроллер;
насос, подающий энергию к отопительной системе;
бак для водонагрева 500-1000 литров;
электротен.

Схема конструкции гелиосистемы

От комплектации зависит стоимость всей системы.

Вернуться к оглавлению

Типы солнечных систем

Плюсы батареи:

В солнечный день КПД выше, чем у панелей кристаллического типа.
Может вырабатывать электроэнергию в облачный день.
Если загрязнена батарея, она меньше эффективна.

Недостаток – процент КПД ниже чем у поликристаллических систем.

Чертеж с размерами микроморфной солнечной панели

Микроморфные панели. Есть 2 ряда полупроводников. Это увеличивает эффективность батареи. В панели есть наноструктурированный микроморфный слой. Полимерные батареи. Они самые дешевые. Состоят из слоёв полимеров. Выдаёт 5-10% КПД.

Вернуться к оглавлению

Солнечная панель для отопления дома

Для определения количества панелей, обращают внимание на их мощность, чётко определяют их предназначенье.

Процесс установки гелиосистемы на крышу здания

Кроме экранов потребуются аккумулятор, контроллер, преобразователь.

Сколько нужно солнечных панелей для дома

Для правильного расчёта мощности нужны точные данные потребления электричества на один день. Допустим, 100 кВт/ч в месяц (эту цифру показывает электросчётчик), тогда требуется чтобы панели вырабатывали такое количество тока в месяц.

Панели производят ток только днём, выдавая максимальное количество в ясную погоду. Если солнечные лучи будут направлены не на батареи, тогда эффективность значительно понизится. Производительность понижается в 15-20 раз в пасмурную погоду. Это учитывают при расчетах.
Поэтому в среднем получается, что солнечная батарея вырабатывает энергию с 9.00 до 16. 00. В утреннее и вечернее время производится выработка 30 %, а днем — 70 %.

График пиковой мощности солнечных батарей по часам

Поэтому панель 1 кВт (1000 Вт) производит 7 кВт/ч, 210 кВт/ч в месяц. Плюс 3 кВт/ч утро и вечер, но это запас на пасмурный день. Исходя из этого расчёта получается панель на 2кВт производит 420 кВт/ч в месяц, панель на 100 ватт производит в день 700 ватт, за 30 дней 21 кВт.

Очень хорошо, если панель 1 кВт производит 210кВт/ч в месяц, однако есть нюансы:

Не все дни в месяце солнечные. Для правильного расчёта проводят исследование по прогнозам и вычислить, сколько пасмурных дней выходит за 30 дней. Высчитав количество пасмурных дней из цифры 210 вычитается производство энергии за день. Допустим, 4 дня. Получится 186 кВт/ч.
Также весна и осень, когда идут дожди, световой день короче. Поэтому количество батарей увеличивают на 30-50%.
Классификация солнечных панелей
Потеря электроэнергии, уходящая на АКБ и преобразователь.
Зимой батареи практически не работают, поэтому на это время устанавливают альтернативу.

При небольших потреблениях ставят генератор. По договоренности и наличии разрешения, устанавливается ветровая станция для получения электроэнергии.

Расчёт для аккумулятора на солнечную панель

Аккумулятор определённой ёмкости должен обеспечить дом электроэнергией ночью. Допустим, на ночь требуется 3 кВт/ч, АКБ требуется такой же мощности. Мощность аккумулятора 12 вольт 200 А, тогда электроэнергии в нем будет 12 х 200 = 2400 ватт (2.4 кВт). Однако батарея разряжается.

Схема соединения панелей между собой

Внимание. Нельзя допускать полной разрядки аккумулятора.

АКБ для солнечных систем разряжаются на 70 %, автомобильные – 50 %. Поэтому нужна запасная батарея для замены, в случае разрядки.

Лучше всего использовать такой расчёт. Если за сутки потребляется 10 кВт/ч, тогда рабочая АКБ (аккумуляторная батарея) идентична по характеристикам. В солнечный день батарея заряжается на 20-30 %.

Расчет и схема подключения аккумулятора к панели

Преобразователь энергии в 220 В имеет КПД 70-80 %. Учитывая все потери электротока в аккумуляторах и преобразователе, общая цифра составляет 40 %.

Вернуться к оглавлению

Установка солнечных батарей на крышу дома: какие факторы нужно учесть

Монтаж солнечных батарей производят двумя методами:

с полной переделкой кровли;
частичная замена кровли на солнечные панели.

Батарею устанавливают на южной стороне крыши. Чем больше солнечных лучей попадает на панели, тем эффективнее они работают. Панели крепятся на основание крыши, поэтому оно должно быть прочным. Батареи монтируют под уклоном в 45 º.

Возможные углы монтажа солнечных панелей

При монтаже солнечной батареи для дома своими руками учитывают следующее:

Схема размещения панелей на крыше

Если после проведенных расчетов остались сомнения, тогда обратитесь к специалисту. Он сделает правильные вычисления и даст рекомендации по выбору панелей и их установке. Смотрите в видео обзор процесса монтажа солнечных панелей на крышу дома.

Правила монтажа солнечных батарей на крышу дома

Установка солнечных батарей для дома на двускатную крышу проста – она под наклоном, а вот с плоской крышей возникают затруднения. Когда панели устанавливаются под наклоном, остаётся зазор. Это будет неудобно при обслуживании панелей, потому что туда будет постоянно попадать пыль и осенняя листва. Для обхода этой проблемы зазор закрывается прозрачным пластиком.

Конструкция каркаса для установки панелей на здании

На тёмную крышу панели не устанавливаются. При перегреве их эффективность снижается. В этом случае делают частичный или полный демонтаж кровли.

Чертеж каркаса рамы для установки батарейВернуться к оглавлению

Обслуживание системы солнечных панелей

Чистые панели – залог хорошей работы. На них не должно быть снега, слоя пыли и грязи после дождя, следов от птиц. Все эти загрязнения сокращают работу системы на 7 %, что является существенным.
Ухаживают за панелями регулярно. Поливание чистой водой 4 раза в год. Чистая вода смоет осевшую пыль и скопившуюся грязь. Зимой очищают батареи от снега, а осенью от листвы.

А также следят за контактами панелей. При выходе из строя хотя бы одного контакта его ремонтируют. Обслуживание аккумуляторов требует от себя постоянной проверки заряда. Не допускают разрядки аккумулятора. При постоянных скачках заряд-разрядка внутри батареи рассыпаются пластины. А также время от времени проверяют количество жидкости внутри.

При выборе солнечных батарей учитывается много факторов, влияющих на работу системы. При нахождении проблемы, требуется сразу же найти решение. Иначе, после покупки это выливается в серьезную и нерешаемую проблему. Автономный дом на солнечных батареях — выгодная позиция со стороны экономии.

Технология

H для тонкопленочного кристаллического кремния

нижние ячейки pc-Si: H. С таким промежуточным слоем ZnO

может быть достигнуто частичное отражение света обратно в ячейку a-Si: H top

. Эффект отражения возникает из-за разницы в показателе преломления

слоя ZnO

(n = 2) и окружающих слоев кремния. Важно отметить, что слой ZnO выполняет только оптическую функцию

, и что ячейка остается монолитной, 2.

тандемный элемент терминала (слой отражателя ZnO должен быть достаточно проводящим, чтобы выдерживать ток

вертикального устройства). На рис. 6 показан измеренный спектральный отклик

в тандемной ячейке микроморфа в зависимости от толщины слоя

ZnO между ячейками a-Si: H верхней и wc-Si: H нижней.

В отличие от ожидаемого, уже относительно тонкие (cl00 нм) слои ZnO

приводят к значительному отражению в интересующем диапазоне длин волн

(от 500 до 700 нм).Это указывает на то, что

эффектов рассеяния из-за текстурированной подложки TCO,

и результирующее полное отражение на границе a-Si: HlZnO

, сильно способствуют эффекту отражения.

1 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

a-Si: HIZnOlw-Si: H

$ 0,8

г 0,6

— 0,4 долл. США

@ 0,2

0400600800

1000

длина волны [нм]

Рис.6. Спектральный отклик тандемной ячейки микроморфа

с верхней ячейкой из a-Si: H толщиной 0,09 мкм и нижней ячейкой из Si: H PC-

толщиной 3,4 мкм с промежуточными слоями отражателя

ZnO и без них. Плотности тока приведены в таблице 2.

zno

слой

Ja-si

Jpc-St

Jtotai

нм

мА / см2 mAlcmZ “A / см2

0 9,5 11,6 21,1

0 9,5 11,6 21,1 9 .7 10,4 21,1

75 11,3 8,3 19,6

Таблица 2. Плотность тока микроморфных тандемных ячеек как

в зависимости от слоев отражателя ZnO между верхним и нижним

ячеек (те же ячейки, что и на рис. 6)

Наиболее обнадеживающим является то, что Дело в том, что наши экспериментальные результаты

показывают для некоторых случаев почти пренебрежимо малые потери в

полного поглощенного тока (рис. 6, 37 нм). Это означает

, что подходящий слой ZnO может фактически обеспечить без потерь перераспределение поглощения света

в направлении ячейки a-Si: H top-

.Это может позволить уменьшить толщину верхней ячейки a-Si: H

, что приведет к улучшенной стабильности тандемной ячейки

micromorph без ущерба для исходных характеристик

. Слой отражателя ZnO может также помочь

преодолеть проблему тока средней ячейки в тройных ячейках

a-Si: H / a-Si: Hlpc-Si: H.

ВЫВОДЫ

Микрокристаллические кремниевые стержневые элементы, осажденные

ОВЧ-плазменным осаждением аналогично a-Si: H солнечным

элементам, показано, что они имеют расширенный инфракрасный отклик,

, и полностью стабильны. под легким замачиванием.Применение

для очистки газа позволило увеличить толщину i-слоя на

до 3,6 см, что привело к текущей плотности

более 25 мАДж / см2 и стабильной эффективности

7,7%. Самый интересный потенциал этого нового типа солнечного элемента

заключается в его комбинации с верхним элементом из аморфного кремния

в монолитном тандемном солнечном элементе. Высокий потенциал эффективности

этого нового «микроморфа».тандем

ячеек подтверждается 13% начальной и 10% стабильной

эффективностью.

В оптимизации тандемного солнечного элемента micromorph

. Ячейка a-Si: H toD должна удовлетворять конфликтным требованиям

достаточного поколения тока с одной стороны и максимальной стабильности

с другой стороны. В связи с этим предлагается

тройных ячеек a-Si: H / pc-Si: Hlpc-Si: H для

, улучшающих стабильность микроморфных ячеек.В качестве альтернативы,

показано, что введение слоя отражателя ZnO между верхними ячейками a-Si: H

и нижними ячейками pc-Si: H увеличивает поглощение света

в верхней ячейке a-Si: H. Это могло бы в будущем

позволить уменьшить толщину верхних ячеек a-Si: H

и соответственно повысить стабильность тандемных элементов a-Si: H / pc-Si: H

В то время как различные схемы, таким образом, имеют реалистичный потенциал

для достижения целевой эффективности 12%, серьезная проблема

, связанная с недостаточной скоростью осаждения слоев

Kc-Si: H, все еще требует решения.

Благодарности

Эта работа была поддержана Швейцарским федеральным

министерством энергетики BEWIOFEN, грант EF-REN (93) 032

Ссылки

[l] К. Цвайбель, Прогресс в фотоэлектрических исследованиях и

Applications, Vol. .3, № 5 (1995), p.279

[2] W. Ma et al., Proc. 23rd IEEE PVS Conf. (1993), p.833

[3] T. Saba et al., Proc. . 13-е заседание ЕС PVSEC (1995), p.1708

[4] F. Finger et al., Appl.Phys.Lett.65 (1994), p.2588

[5] N. Beck et al, 16th ICAS Proc. (1995), будет опубликовано

в J. Non-Cryst. Твердые тела.

(61 J. M&R et al., Proc. Of 1st WCPEC (1994), p.409

[7] J. Meier et al., Proc. 13th EC PVSEC (1995) p.1445

[8] J M&R и др., MRS Symp.Proc.420 (1996), будет опубликовано

[9] П. Торрес и др., Представлены в Appl.Phys.Lett.

[10I J.Yang et al, MRS Sy «п.Proc.336 (1994), p.687

[11] R.Platz et al, MRS Sy ”p.Proc.420 (1996), будет опубликовано.

[I21 X.Xu et al, Proc.23rd IEEE PVS Conf. (L993), p.971

1056

Micromorph Tandem — обзор

5. МНОГОЗОННЫЕ ЯЧЕЙКИ (MICROMORPH OR HYBRID CELLS)

Собственный кремний (μc-Si: H) очень привлекателен для применения в тонкопленочных кремниевых солнечных элементах, поскольку в сочетании с a-Si: H он составляет идеальную пару для использования в многозонных тандемных солнечных элементах.Эта комбинация не только лучше соответствует солнечному спектру, чем a-Si: H или μc-Si: H сама по себе (см. Рис. 10), но также является наилучшей возможной комбинацией. Теоретические расчеты [115] показывают, что комбинация ширины запрещенной зоны a-Si: H (1,7–1,8 эВ) и μc-Si: H (1–1,1 эВ) близка к оптимальной комбинации для максимальной эффективности. Слои, легированные микрокристаллическим кремнием, подходят в качестве легированных оконных слоев, поскольку они имеют низкое оптическое поглощение по сравнению с a-Si: H при энергиях фотонов выше hv = 2 эВ.В этом диапазоне энергий использование аморфных легированных слоев в оконных слоях может привести к большим потерям фотонов. Электрические свойства легированных слоев μc-Si: H превосходят свойства a-Si: H, поскольку микрокристаллический материал можно легировать более эффективно. Энергии активации темновой проводимости меньше в a-Si: H, потому что уровень Ферми находится ближе к валентной зоне или зоне проводимости для слоев, легированных p- и n-типом, соответственно. Следовательно, встроенное напряжение в солнечных элементах выше при использовании слоев, легированных μc-Si: H.

Рис. 10 .. Спектр солнечной энергии, излучаемой AM1.5 в соответствии с Ref. [116] (верхняя сплошная линия) и мощность, которая может быть выработана с использованием тандемного солнечного элемента a-Si: H / μc-Si: H (нижняя сплошная линия), одинарного перехода a-Si: H (нижняя сплошная линия на слева) и одиночный переход μc-Si: H (пунктирная линия слева; сплошная линия в центре). Допущения: разрыв подвижности E _г (μc-Si: H) = E _г (c-Si), V _oc = 0.85 В для субэлемента a-Si: H и В _oc = 0,53 В для субэлемента μc-Si: H, бесконечно острые края зоны и полное поглощение для энергий фотонов выше запрещенной зоны.

Концепция «микроморфных» тандемных ячеек, составных ячеек с микрокристаллической нижней ячейкой и верхней аморфной ячейкой , была впервые предложена в 1996 году Университетом Невшателя [117]. В 2002 году Meier et al. [118] опубликовали тандемную ячейку с микроморфами со стабилизированной эффективностью 10.8% (12,3% исходных), из которых нижняя ячейка (толщиной d ~ 2 мкм) была нанесена со скоростью r _d = 0,5 нм / с. Наивысшая начальная эффективность тонкопленочного кремниевого тандемного элемента на данный момент составляет 14,7%, как сообщили Ямамото и др. Канека, Япония [119]. Для ячеек с тройным переходом, состоящих, по крайней мере, из одного микрокристаллического кремниевого элемента и одного аморфного кремниевого элемента, наивысшие показатели эффективности на сегодняшний день составляют 15,1% [120] и 15%, Yamamoto et al. [121] соответственно.

Для улучшения характеристик стабильности микроморфные или «гибридные» ячейки содержат отражающий промежуточный слой (IL) в туннельном рекомбинационном переходе между аморфной и микрокристаллической ячейкой. IL позволяет сохранить очень тонкую аморфную ячейку (<0,3 мкм в тандемных ячейках), при этом может генерироваться достаточно сильный ток. Без ИЖ аморфная верхняя ячейка должна быть настолько толстой, чтобы нельзя было избежать чрезмерного эффекта Стаблера – Вронски. Оптический эффект ИЖ сильнее в тандемных ячейках n – i – p типа, чем в тандемных ячейках p – i – n [122], и необходимая толщина (точнее, n.d) зависит от шероховатости заднего отражателя или передней совокупной стоимости владения соответственно. Толщина варьировалась от 30 до 110 нм. Низкое значение n было бы полезно из-за меньших потерь на отражение [121].

Микрокристаллический кремний с достаточно высокой объемной долей кристаллов (> 45%, как определено спектроскопией комбинационного рассеяния света) не демонстрирует индуцированного светом ухудшения оптоэлектронных свойств [123, 124], тогда как a-Si: H показывает возрастающую плотность дефектов на свету. пропитка (эффект Стаблера – Вронски [3]).Поэтому микрокристаллическую нижнюю ячейку часто выбирают для ограничения тока, чтобы тандемная ячейка в целом работала стабильно. Однако для наружного применения в определенных местах конструкция с ограничением верхних ячеек вместо этого предлагает более высокий годовой и дневной выход, чем тандемные ячейки с ограничением нижних ячеек [125]. Это связано с тем, что на практике на открытом воздухе рабочая температура и интенсивность света взаимосвязаны. Эта корреляция выгодна для дневного и годового выхода энергии из верхней ячейки, но неблагоприятна для нижней ячейки.

Помимо эффективности и стабильности, стоимость производства солнечных элементов определяет их применимость в качестве промышленного продукта. Таким образом, в исследованиях наблюдается тенденция к увеличению скорости осаждения при минимизации потерь качества материала и производительности электролизера. Однопереходный микрокристаллический кремний и тандемная солнечная энергия μc-Si: H / a-Si: H в настоящее время изучаются многочисленными группами во всем мире [31, 104, 105, 126, 127].

Дальнейшее развитие и оптимизация тандемов a-Si: H / μc-Si: H останутся очень важными, поскольку ожидается, что в ближайшем будущем (первая половина этого века) их рыночная доля может быть значительной.Например, в Европейской дорожной карте исследований и разработок в области фотоэлектрической энергии [1] прогнозируется, что в 2020 году доля европейского рынка тонкопленочного кремния (наиболее вероятно тандемов a-Si: H / μc-Si: H) составит 30%. Это показывает важность тонкопленочных многозонных элементов как солнечных элементов второго поколения.

Новый рекорд эффективности тонкопленочного кремния

Запатентованные солнечные элементы Micromorph® компании Oerlikon и специальное усовершенствованное светозахватывающее стекло компании Corning в сочетании обеспечивают стабильную эффективность преобразования 11,9% в тестах NREL, что превосходит предыдущий рекорд в 11 единиц.7 процентов в 2004 году.

Мировой рекорд по производственным затратам

Это последнее достижение в линейке солнечных панелей ThinFab от Oerlikon, которые, по словам компании. также достигли мирового рекорда по производственной стоимости ватта на уровне 50 евроцентов за пиковый ватт (около 0,64 доллара США).

Технология Micromorph сама по себе является усовершенствованием солнечных элементов из аморфного кремния (элементов a-Si). Проще говоря, тонкопленочные солнечные элементы, изготовленные из аморфного кремния, состоят из тонкого слоя кремния, нанесенного на прозрачный проводящий оксид (TCO).

Технология Micromorph компании Oerlikon добавляет еще один слой в тандеме с первым. Этот дополнительный микрокристаллический поглотитель позволяет солнечному элементу поглощать более широкий спектр света, переходя в красный и ближний инфракрасный спектр, чего не могут сделать обычные кремниевые солнечные элементы.

По данным немецкой компании Oerlikon, это дополнительное поглощение увеличивает эффективность преобразования элементов (скорость, с которой солнечный свет преобразуется в электричество) на 30 процентов.

Запатентованная Corning Inc. технология стекла или остекления гарантирует, что большее количество света доступно для поглощения расположенными под ним солнечными элементами.Таким образом, обе компании продолжают развивать тонкопленочный кремний.

Об Oerlikon

Oerlikon (SIX: OERL) — ведущая высокотехнологичная промышленная группа, специализирующаяся на машиностроении и производстве оборудования. Компания является поставщиком инновационных промышленных решений и передовых технологий для текстильного производства, тонкопленочных покрытий, приводов, вакуума, систем солнечной энергии и передовых нанотехнологий.
Швейцарская компания со 150-летней традицией, Oerlikon — глобальный игрок с 16 000 сотрудников в 157 офисах в 36 странах и объемом продаж 2 швейцарских франка.9 миллиардов в 2009 году. Компания ежегодно инвестирует более 200 миллионов швейцарских франков в НИОКР, при этом более 1200 специалистов работают над будущими продуктами и услугами. Оперативные предприятия занимают первое или второе место на своих глобальных рынках.
Примечание: Oerlikon не производит и не продает солнечные панели, они производят и продают производственное оборудование / производственные линии под ключ (например, ThinFab) и опыт для производства тонкопленочных солнечных панелей различным производителям фотоэлектрических систем, которые затем производят панели.
Для получения дополнительной информации о технологии Micromorph компании Oerlikon Solar щелкните здесь.
Поиск статей по теме

На сегодняшний день опубликовано более 400 статей, лучший способ найти дополнительную информацию по теме, затронутой в этом сообщении, или связанную информацию — использовать наш встроенный инструмент поиска по сайту Google Powered ниже.
Просто введите несколько ключевых слов или фраз для поиска на этом сайте, во всех наших блогах, на фан-странице Facebook и на связанных сайтах, чтобы быстро найти статьи, связанные с вашим запросом.
Пользовательский поиск
Ссылка на этой странице о новой технологии Micromorph a-Si на обзор аморфного кремния
% PDF-1.3 % 216 0 объект> эндобдж xref 216 82 0000000016 00000 н. 0000002735 00000 н. 0000002972 00000 н. 0000002998 00000 н. 0000003046 00000 н. 0000003081 00000 н. 0000003170 00000 н. 0000003548 00000 н. 0000003679 00000 н. 0000003758 00000 н. 0000003837 00000 н. 0000003917 00000 н. 0000003996 00000 н. 0000004075 00000 н. 0000004153 00000 п. 0000004232 00000 н. 0000004312 00000 н. 0000004392 00000 н. 0000004470 00000 н. 0000004549 00000 н. 0000004628 00000 н. 0000004706 00000 н. 0000004785 00000 н. 0000004863 00000 н. 0000004942 00000 н. 0000005020 00000 н. 0000005098 00000 н. 0000005177 00000 н. 0000005255 00000 н. 0000005333 00000 п. 0000005410 00000 н. 0000005488 00000 н. 0000005565 00000 н. 0000005642 00000 н. 0000005720 00000 н. 0000005796 00000 н. 0000005875 00000 н. 0000006395 00000 н. 0000006805 00000 н. 0000007219 00000 н. 0000007911 00000 п. 0000008170 00000 н. 0000008235 00000 н. 0000014993 00000 п. 0000015546 00000 п. 0000016403 00000 п. WXkivM; 5f {> Noe> rVn4Z, (gdҠ-Aʇ; u \ VN \ ,: ONQ9Mkg7Vf} [{egF 䌏 75’jd9, ƣb١Z7 soJ, XjUkꢈZ) 9SvH \ XrAn ֕ FL 9 6 # @ f * 2D {> `@@ TRR6
Преимущества гидрированных микрокристаллических пленок оксида кремния N-типа для кремниевых солнечных элементов Micromorph
Мы сообщаем о разработке и применении гидрированных микрокристаллических пленок оксида кремния n-типа (n µ c-SiO: H) в гидрированном аморфном кремнии оксид / гидрогенизированный микрокристаллический кремний (a-SiO: H / µ c-Si: H) микроморфные солнечные элементы.Пленки c-SiO: H с n µ с большой оптической шириной запрещенной зоны и низким показателем преломления могут быть получены, если увеличить скорость потока диоксида углерода (CO ₂) к силану (SiH ₄); однако наблюдался компромисс с электрическими свойствами. Мы применили пленки c-SiO: H n µ в верхней ячейке a-SiO: H и исследовали изменения в характеристиках ячейки в отношении электрических и оптических свойств пленок. Было обнаружено, что все фотоэлектрические параметры микроморфных кремниевых солнечных элементов с использованием слоя c-SiO: H n top µ улучшаются с увеличением отношения CO ₂ / SiH ₄ до 0.23, где была достигнута самая высокая начальная эффективность ячейки 10,7%. Повышение напряжения холостого хода (), вероятно, было связано с уменьшением обратного смещения при подключении субэлементов — n верхний / p нижний интерфейс — и лучший туннельный рекомбинационный переход способствовал улучшению коэффициента заполнения (FF). Кроме того, результаты квантовой эффективности (QE) также продемонстрировали функцию промежуточного отражателя пленок c-SiO: H n µ .
1. Введение
Материалы на основе оксида кремния с широкой запрещенной зоной широко изучались для применения в тонкопленочных кремниевых солнечных элементах из-за их привлекательных оптических и электрических свойств [1–4].Многие исследовательские группы сообщили о характеристиках пленок гидрированного аморфного и микрокристаллического оксида кремния, легированных бором (p a-SiO: H и p µ c-SiO: H), и их применения в качестве оконного слоя солнечных элементов [5, 6] . Пленки a-SiO: H N-типа и µ c-SiO: H также были разработаны и применяются в однопереходных и многопереходных тонкопленочных кремниевых солнечных элементах [7–11]. Однако в большинстве работ основное внимание уделялось функции промежуточного отражателя пленок c-SiO: H n µ в обычных солнечных элементах микроморфа a-Si: H / µ c-Si: H и мало внимания уделялось их влиянию на переходное соединение и непрерывность ленточной диаграммы [7–10].Более того, о применении пленок c-SiO: H n µ для солнечных элементов на основе a-SiO: H еще не сообщалось; таким образом, есть еще много возможностей для дальнейших исследований.
Наша группа исследовала материалы на основе SiO: H с широкой запрещенной зоной и ранее сообщала о характеристиках солнечных элементов на основе a-SiO: H с однопереходными и многопереходными структурами — a-SiO: H, a-SiO: H / a- Si: H и a-SiO: H / µ c-Si: H [12–15]. В этой работе мы сосредоточены на свойствах пленок c-SiO: H n µ и их пригодности для использования в качестве верхнего слоя n в микроморфном кремнии a-SiO: H / µ c-Si: H солнечной энергии. клетки.Свойства пленок c-SiO: H n µ представлены вместе с характеристиками микроморфных кремниевых солнечных элементов.
2. Детали эксперимента
2.1. Приготовление пленок c-SiO: H n
µ
Пленки c-SiO: H N µ были приготовлены методом высокочастотного плазменного химического осаждения из паровой фазы (VHF-PECVD, 60 МГц). Источниками газа служили силан (SiH ₄), водород (H ₂) и диоксид углерода (CO ₂), а в качестве источника легирования использовался фосфин (PH ₃).Для определения характеристик пленки пленки c-SiO: H n µ были нанесены на стеклянные подложки Corning при температуре осаждения 180 ° C, мощности плазмы 70 мкВт / см ², давлении осаждения 0,5? Торр. H ₂ / SiH ₄ отношение 35, PH ₃ / SiH ₄ отношение 0,38, и CO ₂ / SiH ₄ отношение в диапазоне 0 ~ 0,28. Толщина пленок поддерживалась около 350 мкм, что измерялось ступенчатым профилометром. Объемная доля кристаллов () пленок c-SiO: H n µ была оценена с помощью эксперимента по комбинационному рассеянию света.Спектры комбинационного рассеяния пленок c-SiO: H n µ в области 400–600 мкм ^-1 можно разложить на три спектра. Распределение пиков около 470–475 мкм ^-1 относится к поперечной оптической (ТО) моде аморфного кремния, соответствующая интегральная площадь которой обозначена как. Острый пик, возникающий в области 519–522 мкм ^-1, соответствует поперечной моде оптических колебаний кристаллического кремния, а соответствующая интегрированная область обозначена как.Промежуточный компонент, соответствующий пику около 506–510 см ^-1, обозначен как. Объемная доля кристаллов рассчитывается с использованием упрощенного эмпирического соотношения следующим образом [16]: Мы измерили данные поглощения ( a ) пленок в видимом диапазоне с помощью спектрофотометра УФ / видимого диапазона. Из-за различной структуры пленок от микрокристаллической до аморфной фазы мы избегали графиков Таука и для численного представления сдвига в спектрах поглощения, которые мы определили, то есть энергии, соответствующей a = 10 ⁴ см ^-1, как индикатор относительной оптической ширины запрещенной зоны ().Спектры показателя преломления () пленок были оценены методом спектроскопической эллипсометрии (SE) с использованием модели Таука-Лоренца [17]. Темновая проводимость () пленок измерялась в компланарной конфигурации с алюминиевым электродом при комнатной температуре.
2.2. Изготовление a-SiO: H /
µ c-Si: H Микроморфные кремниевые солнечные элементы
Мы применили пленки c-SiO: H n µ в качестве n верхнего слоя микроморфных кремниевых солнечных элементов со структурой стекла TCO / ZnO / p- µ c-SiO: H / ia-SiO: H / n- µ c-SiO: H / p- µ c-SiO: H / i- µ c-Si: H / n- µ c-Si: H / ZnO / Ag (активная площадь ячейки 0.75? См ²). Обратите внимание, что поглощающий слой верхней ячейки представлял собой широкозонную пленку a-SiO: H, а пленки c-SiO: H p µ использовались в качестве p-слоя как в верхней, так и в нижней ячейках. Промежуточный слой на стыке между верхней и нижней ячейками отсутствовал. Толщина i верхнего слоя a-SiO: H и i нижнего мкм c-Si: H слоев составляла 400 и 1500 мкм соответственно. Отношение CO ₂ / SiH ₄ для нанесения n верхнего слоя изменялось от 0 до 0,28, в то время как другие условия изготовления ячеек оставались такими же.Толщина n верхнего слоя составляла приблизительно 30 мкм. Вольт-амперные характеристики (-) солнечных элементов были исследованы в стандартных условиях испытаний — AM1,5, 100 мкВт / см ² и 25 ° C — в имитаторе солнечной энергии Wacom. Квантовая эффективность (QE) солнечных элементов также была оценена измерениями спектрального отклика.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Свойства пленок c-SiO: H с n
µ
На рис. 1 показаны спектры комбинационного рассеяния пленок c-SiO: H n µ , осажденных с различными соотношениями CO ₂ / SiH ₄.Очевидно, что пик, соответствующий кристаллической фазе, пик (), постепенно уменьшался с увеличением отношения CO ₂ / SiH ₄, и аморфный кремний () стал доминирующей фазой при соотношении выше 0,23. Без добавления CO ₂ доля пленки составляла 69%, уменьшаясь до 12% при соотношении CO ₂ / SiH ₄, равном 0,28.

Оптическая ширина запрещенной зоны пленок имела тенденцию к увеличению, в то время как показатель преломления, измеренный на длине волны 550 нм, показал противоположное изменение, когда отношение CO ₂ / SiH ₄ стало выше, как показано на рисунке 2.Включение кислорода в сетку Si: H имеет прямые последствия для расширения оптической щели. Компонент увеличения оптической запрещенной зоны связан со связями Si – O из-за более сильной энергии связи Si – O по сравнению с Si – Si и Si – H [18]. Добавление атомов кислорода к пленкам Si: H может расширить оптическую запрещенную зону; однако чем больше участвуют атомы кислорода, тем ниже проводимость пленок, как показано на рисунке 3.

3.2.Характеристики a-SiO: H /
µ c-Si: H Кремниевые солнечные элементы Micromorph
Как показано на Рисунке 4, напряжение холостого хода (), плотность тока короткого замыкания () и коэффициент заполнения (FF) солнечного Ячейки, очевидно, улучшились, когда пленка c-SiO: H n µ была применена в качестве верхнего слоя n вместо пленки c-Si: H n µ (CO ₂ / SiH ₄ = 0). Наилучшая ячейка с начальной эффективностью преобразования 10,7% с? V,? МА / м ² и FF = 0,67 была достигнута при соотношении CO ₂ / SiH ₄, равном 0.23, где доля пленки составляла примерно 35%. При более высоком соотношении значение ячейки начало падать, что приводило к снижению эффективности ячейки. Поскольку пленки c-SiO: H n µ обладают широкой оптической запрещенной зоной около 2,3 мкэВ и более высокой плотностью дефектов по сравнению с пленкой c-Si: H n µ , предполагается, что они обеспечивают лучшую непрерывность зонной диаграммы. а также лучший туннельный рекомбинационный переход на стыке верхней и нижней ячеек. Как упоминалось ранее, верхний i-й и нижний p-слои в этих солнечных элементах представляют собой материалы на основе SiO: H с широкой запрещенной зоной.Слой p-донного µ c-SiO: H, по оценкам, составлял примерно 2,25 мкэВ; таким образом, пленка c-SiO: H n µ с плотностью 2,3 мкэВ, вероятно, лучше подходила для нанесения на верхний слой n для данной структуры ячеек. Предполагалось, что это увеличение должно быть связано с уменьшением обратного смещения при подключении субъячейки — n верхний / p нижний интерфейс. Последовательное сопротивление () немного увеличилось, в то время как сопротивление шунта () значительно увеличилось с 1500 до 3200 Ом, когда отношение CO ₂ / SiH ₄ увеличилось с 0 до 0.28, как показано на рис. 5. Предполагалось, что увеличение параметра должно быть вызвано лучшим туннельным рекомбинационным переходом, способствующим улучшению FF.

Согласно результатам QE, показанным на рисунке 6, спектральный отклик, соответствующий верхней ячейке a-SiO: H, немного увеличился, в то время как характеристики нижней ячейки µ c-Si: H уменьшились с увеличением CO. ₂ / SiH ₂ соотношение. Это предполагает, что помимо омического и низкоомного электрического соединения между двумя соседними ячейками в кремниевом солнечном элементе с микроморфом a-SiO: H / c-Si: H, пленка c-SiO: H n top мкм также работал как промежуточный отражатель для усиления светорассеяния, что подтверждается увеличением спектрального отклика, соответствующего верхней ячейке.Падение отношения CO ₂ / SiH ₂ на 0,28, как предполагалось, связано с несоответствием тока между верхней и нижней ячейками.

Экспериментальные результаты подтвердили превосходную многофункциональность пленок c-SiO: H n µ , когда они применяются в солнечных элементах микроморфа a-SiO: H / µ c-Si: H, в дополнение к обычная структура a-Si: H / µ c-Si: H. Интересно, что микроморфные солнечные элементы a-SiO: H / µ c-Si: H оказались высокими по сравнению с обычными микроморфными солнечными элементами [7–10] и были дополнительно улучшены, когда n top Использовался слой µ c-SiO: H.Обычные элементы составляли примерно 1,38–1,42 мкВ, в то время как солнечные элементы a-SiO: H / µ c-Si показали 1,47–1,49 мкВ. Считается, что многопереходные тонкопленочные кремниевые солнечные элементы с высокими значениями имеют преимущество низких температурных коэффициентов (TC) [15]. Хотя в настоящее время эффективность микроморфных солнечных элементов a-SiO: H / µ c-Si ниже, чем у микроморфных солнечных элементов, использующих обычную структуру, ожидается, что их преимущества станут более очевидными, когда элементы будут работать. в высокотемпературной среде.
4. Заключение
Мы разработали пленки c-SiO: H n-типа µ и применили их в качестве верхнего n-слоя a-SiO: H / µ c-Si: H микроморфного кремния солнечного клетки. Солнечные элементы, использующие слой c-SiO: H с n верхним µ , показали более высокие, и FF, чем элемент с n верхним слоем c-Si: H µ n. Предполагалось, что улучшение параметров ячейки связано с лучшим туннельным рекомбинационным переходом, лучшей непрерывностью полосовой диаграммы в соединении субъячейки и, что не менее важно, более эффективным промежуточным отражателем, все из которых были в основном за счет n µ пленок c-SiO: H в верхней ячейке.
Благодарность
Эта работа была поддержана Офисом управления кластерами и программами (CPM) NSTDA, Таиланд (P-00-10470).
Авторские права
Авторские права © 2013 Amornrat Limmanee et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая по лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.
Самоочищающееся антибликовое покрытие с иерархической текстурой для захвата света микроморфными солнечными элементами
Текстура поверхности играет особенно важную роль в ее поведении.Здесь мы сообщаем о новой иерархической текстуре, объединяющей массивы микроконусов с наноямками для минимизации потерь на отражение на границе раздела воздух / стекло. Его оптические свойства были подтверждены с помощью спектральных характеристик (коэффициент отражения, пропускания и мутность) и численного моделирования FDTD. Результаты показывают, что наноямки обеспечивают профиль градиента показателя преломления для улучшения неоднородности показателя преломления и преимущественно обладают антиотражающим эффектом на более короткой длине волны, в то время как решетки микроконусов допускают многократное отражение для рассеяния света и преобладают в более длинноволновой области.Иерархическая текстура, полученная в результате комбинации обоих, демонстрирует впечатляющее улавливание широкополосного света во всем видимом спектре. Более того, без модификации фторсилана иерархическая текстура позволяет получить супергидрофобную поверхность (угол смачивания приблизительно 136 °) из-за ее более высокой шероховатости. Характеристики захвата света иерархической текстуры на передней стеклянной поверхности микроморфной ячейки исследовались с помощью фотоэлектрических вольт-амперных кривых и спектров внешней квантовой эффективности.Результаты показывают, что как количество захваченных фотонов, так и длина их оптического пути в поглощенном слое увеличиваются, тем самым достигая общей эффективности 11,44% от чистого устройства с эффективностью 10,93%, что приводит к увеличению на 4,7%. Кроме того, предлагаемый метод открывает многообещающие возможности для улавливания света в других солнечных приложениях, благодаря его преимуществам большой площади, низкой стоимости и простоте изготовления.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?
микроморфных клеток | Bentham Science
Микроморфные клетки
Стр. 359-394 (36)
DOI: 10.2174/9781608055180113010014
Автор (ы): Маурицио Аччарри Департамент материаловедения и исследовательского центра солнечной энергии (MIB-SOLAR) Università degli Studi Milano-Bicocca, Via Cozzi, 53-20125 Milan, Italy, Italy
Место работы:
Абстрактные
Фотогальваническая промышленность (ФЭ) растет с темпами, значительно превышающими 30% в год в течение последнее десятилетие.Ожидается, что мировой рынок солнечных фотоэлектрических установок достигнет 17,5 ГВт в год. 2010; тем не менее, вклад фотоэлектрических модулей в мировое производство электроэнергии по-прежнему незначителен. Главный вызов для значительного вклада требуется постепенное снижение затрат на фотоэлектрические модули в евро на единицу мощности. В Традиционное развитие фотовольтаики основывалось на технологии кремниевых пластин. Тем не мение, в начале 1970-х годов появился новый подход, основанный на возможности выращивания кремния в виде тонкая пленка на заданной подложке.В настоящее время используется несколько методов для достижения этого осаждения, и в основном они основаны на методе химического осаждения из паровой фазы (CVD). В то время как аморфный кремний на основе Фотоэлектрические модули доминируют на рынке тонкопленочных материалов более 20 лет. разработки включают тандемные солнечные элементы, основанные на стопках аморфных (a-Si: H) и микрокристаллических кремниевая (μc-Si: H) пленка («микроморфные клетки»). Основной вопрос, на который уже есть ответ, касается связь между микроструктурой материала, транспортными свойствами собственного поглощения слоев, а также электрические характеристики солнечных элементов.μc-Si: H — сложный материал с широким спектр микроструктур в зависимости как от условий осаждения, так и от материала подложки. Этот В главе будет рассказано о современном состоянии и некоторых аспектах свойств материалов. Физика устройства также будут представлены.
Ключевые слова:
Коэффициенты поглощения, аморфные сверхпроводники, примесные и дефектные уровни, химическое осаждение из паровой фазы, электронная структура, электропроводность, оптические свойства, фотогальванические тонкие пленки, полупроводники и изоляторы, тонкие пленки.

Микроморфные солнечные модули Хевел | Солнечные батареи

Солнечные батареи — 296-31-91

Солнечная батарея своими руками: принципы использования

Виды модулей солнечных батарей

Микроморфный тип солнечной батареи.

Солнечная батарея своими руками

Выбираем фотоэлемент

Материал для каркаса

Сборка солнечных батарей

Солнечные батареи для дачи: инструкция по подбору оборудования

Тип панелей Есть ли лимит по площади?

Мощность солнечных батарей

Особенности этих типов фотоэлементов солнечных батарей с точки зрения потребителя

Параметр

Кристалл

Аморфный

Примечание:

Сравним цены на солнечные батареи для дома и дачи:

принцип работы панелей, готовые комплекты российского производства для частного дома

Устройство панелей

Технические характеристики

Принцип действия

Плюсы и минусы

Виды

Эффективность работы зимой

Как выбрать?

Сфера применения

Схема подключения

Изготовление в домашних условиях

Популярные производители и отзывы

Sharp

IES

Amonix

Sun Power

Телеком-СТВ

Как выбрать солнечную батарею для дома.Какие солнечные батареи лучше

Выбор солнечных панелей

Стоимость солнечных панелей

Выбор типа солнечных панелей

Солнечные батареи для отопления частного дома и дачи

Из чего состоит система солнечных батарей для дома

Типы солнечных систем

Солнечная панель для отопления дома

Сколько нужно солнечных панелей для дома

Расчёт для аккумулятора на солнечную панель

Установка солнечных батарей на крышу дома: какие факторы нужно учесть

Правила монтажа солнечных батарей на крышу дома

Обслуживание системы солнечных панелей

H для тонкопленочного кристаллического кремния

Micromorph Tandem — обзор

5. МНОГОЗОННЫЕ ЯЧЕЙКИ (MICROMORPH OR HYBRID CELLS)

Новый рекорд эффективности тонкопленочного кремния

Об Oerlikon

Поиск статей по теме

Преимущества гидрированных микрокристаллических пленок оксида кремния N-типа для кремниевых солнечных элементов Micromorph

1. Введение

2. Детали эксперимента

2.1. Приготовление пленок c-SiO: H n

2.2. Изготовление a-SiO: H /

3. Результаты и обсуждение

3.1. Свойства пленок c-SiO: H с n

3.2.Характеристики a-SiO: H /

4. Заключение

Благодарность

Авторские права

Самоочищающееся антибликовое покрытие с иерархической текстурой для захвата света микроморфными солнечными элементами

микроморфных клеток | Bentham Science

Микроморфные клетки

Абстрактные

Ключевые слова: