Οι μικρές ρωγμές έχουν αμελητέα επίδραση στην απόδοση των ηλιακών κυψελών
ρωγμές, φωτοβολταϊκά, απόδοση, τεχνολογία, 2022
Βρετανοί ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα ποσοστά ρωγμών έως και 11% έχουν πολύ περιορισμένο αντίκτυπο στην απόδοση των ηλιακών κυψελών. Διαπίστωσαν επίσης ότι είναι πιθανό να προκύψουν προβλήματα όταν το ποσοστό ρωγμών κυμαίνεται από 11 έως 34%.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Γιορκ ερεύνησαν πώς η απόδοση και η ανθεκτικότητα των ηλιακών κυψελών μπορεί να επηρεαστεί από διαφορετικά μεγέθη ρωγμών και από το σχηματισμό των εστιών.
Προσδιόρισαν ότι η εργασία τους προορίζεται να καλύψει ένα κενό γνώσης. Σχετικά με το κατά πόσον όλοι οι τύποι ρωγμών μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντική πτώση στην παραγωγή ενέργειας εξόδου των ηλιακών κυψελών. Το ζήτημα της ρωγμής στις ηλιακές κυψέλες γίνεται χειρότερο καθώς το πάχος του πάνελ μειώνεται, δήλωσαν. Αυτό συμβαίνει επειδή το μειωμένο πάχος διευκολύνει την ανάπτυξη επιπλέον μηχανικών καταπονήσεων στις κυψέλες όταν συναρμολογούνται σε μια φωτοβολταϊκή μονάδα μεγάλης κλίμακας.
Η ανάλυσή τους διεξήχθη σε ηλιακές κυψέλες τριών σειρών, που παρέχονται από έναν ανώνυμο κατασκευαστή. Με τάση ανοιχτού κυκλώματος 0,61 V, πυκνότητα ρεύματος βραχυκυκλώματος 38,8 mA/cm 2 και μέγιστη ισχύ 4,72 W.
Χρησιμοποίησαν απεικόνιση ηλεκτροφωταύγειας (EL) μέσω ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής ανάλυσης 6 k × 4 k pixel και φακού κάμερας 18-55 mm. Τα δείγματα ηλιακών κυψελών συνδέθηκαν με τροφοδοτικό για λόγους πόλωσης υπό συνθήκες βραχυκυκλώματος, είπαν οι επιστήμονες. “Το ποσοστό της ρωγμής υπολογίστηκε αφαιρώντας μια ραγισμένη και χωρίς ρωγμές εικόνα.”
Η ομάδα του Ηνωμένου Βασιλείου υπέβαλε τις κυψέλες σε ηλιακό φωτισμό υπό ακτινοβολία 100-1000 W/m 2 και η θερμοκρασία τους διατηρήθηκε σταθερή στους 25 C. Μέσω αυτών των μετρήσεων, διαπίστωσε ότι τα ηλιακά κύτταρα επηρεάστηκαν από ποσοστά ρωγμών που κυμαίνονταν από 1% έως 58 %.
Τα αποστελέσματα
Οι ερευνητές εξήγησαν ότι οι απώλειες ισχύος εξόδου για τις κυψέλες με ποσοστά ρωγμών κάτω του 11% ήταν ασήμαντες. Προσθέτοντας ότι αυτές οι κυψέλες είναι σχετικά ισοδύναμες με μη ραγισμένες κυψέλες. Αναγνωρίζεται ότι ένα σημείο πρόκειται να αναπτυχθεί εάν το ποσοστό ρωγμής, το οποίο ουσιαστικά αντιπροσωπεύει μια ανενεργή περιοχή στην ηλιακή κυψέλη, κυμαίνεται μεταξύ 11 και 34%, εξήγησαν επίσης.
Σύμφωνα με τους ακαδημαϊκούς, τα ευρήματά τους επιβεβαιώνουν ότι οι μικρές ρωγμές έχουν αμελητέα επίδραση στην παραγωγή ηλιακών κυψελών και δεν δημιουργούν σημεία προβλήματος. Βρήκαν επίσης ότι ένα ποσοστό ρωγμής άνω του 46% είναι επίσης ανεπαρκές για την ανάπτυξη ενός τέτοιο σημείου. Καθώς υπάρχει μια σημαντική ανενεργή περιοχή στα κελιά. Πράγμα που σημαίνει ότι η εντοπισμένη θερμότητα μπορεί να είναι κρίσιμη αλλά όχι αρκετή η περιοχή για να αναπτυχθεί.
Παρουσίασαν τα αποτελέσματα της εργασίας τους στην εργασία «Ταχεία δοκιμή για την επίδραση των ρωγμών στην απόδοση ισχύος εξόδου ηλιακών κυψελών και θερμική λειτουργία», που δημοσιεύτηκε σε επιστημονικές εκθέσεις. Υπάρχουν ακόμη ορισμένα κρίσιμα ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν/συνδεθούν με αυτήν την ερευνητική εργασία. Ένα παράδειγμα, πώς αναπτύσσονται ρωγμές με την πάροδο του χρόνου, κατέληξαν. Αυτό πρέπει να διερευνηθεί σε μια μακροπρόθεσμη περίοδο για τα ηλιακές κυψέλες που λειτουργούν σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Αντί να εξετάζονται απλώς τα ηλιακά κύτταρα υπό τεχνητό φωτισμό εσωτερικών χώρων.
