Sólarsellur, einnig þekktar sem ljósvirkar sólarsellur, umbreyta sólarljósi beint í raforku. Mæling á skilvirkni sólarsella felur venjulega í sér að meta afl innfallandi sólarljóss með því að nota geislamæli og ákvarða raforkuframleiðsluna við hámarksaflspunktinn. Hins vegar stendur þetta ferli frammi fyrir áskorunum vegna þess að afköst sellanna eru háð sólarrófinu, sem er breytilegt eftir árstíðabundnum breytingum, landfræðilegri staðsetningu og veðurskilyrðum. Þessir þættir, ásamt kvörðunarvillum í geislamælum, geta leitt til ósamræmis og ónákvæmra mælinga.
Til að draga úr slíkum vandamálum nota flestir framleiðendur sólarhermir til að prófa skilvirkni sólarsella í stýrðu umhverfi. Þessir hermir eru kvarðaðir með stöðluðum frumum sem samræmast litrófsdreifingu sólarljóss við stöðluð skilyrði.
Algengar gildrur við prófun á þunnfilmu sólarsellum úr ókristalla kísil
Sumar rannsóknarstofur og prófunarstofnanir nota kristallaðar kísilfrumur sem viðmiðunarstaðla til að meta þunnfilmufrumur úr ókristölluðum kísil. Þessi aðferð leiðir oft til verulegra mælivilla sem leiðir til efasemda um virkni ókristölluðra kísilfrumu.
Alþjóðlegir staðlar fyrir prófanir á sólarsellum
Til að tryggja samræmda og áreiðanlega samanburði skilgreina alþjóðlegir prófunarstaðlar sérstök skilyrði fyrir mat á sólarsellum:
Litróf: AM1.5
Geislunarstyrkur: 1000 W/m²
Hitastig: 25°C
AM1.5 vísar til sólarrófsins þegar sólarljós fer í gegnum lofthjúpinn í horni sem samsvarar 48,2° senithorni.
Til að nákvæmar mælingar séu uppfylltar þarf að uppfylla tvö lykilskilyrði:
Litrófssvörun viðmiðunarfrumunnar og prófunarfrumunnar verður að vera innan tiltekins bils, sem er venjulega náð með því að nota viðmiðunar- og prófunarfrumur úr sama hálfleiðaraefni og með svipuðum framleiðsluferlum.
Ljósgjafinn í herminum verður að passa nákvæmlega við litrófssamsetningu AM1.5 staðalsins.
Sérstök atriði sem þarf að hafa í huga varðandi ókristölluð kísillfrumur
Ókristallaðar kísillfrumur eru verulega frábrugðnar kristölluðum kísillfrumum hvað varðar efni og litrófssvörun. Hér eru lykilatriði fyrir nákvæmar prófanir:
Kvörðun á geislunarstyrk:
Notið viðmiðunarfrumu úr ókristalla kísil sem er sérstaklega hönnuð til að kvarða geislunarstyrk. Notkun kristallaðra kísilfruma í þessu skyni getur leitt til marklausra niðurstaðna vegna litrófsmisræmis. Jafnvel þótt kjörljósgjafi væri tiltækur er enn krefjandi að tryggja nákvæmar niðurstöður í dæmigerðu rannsóknarstofu- eða framleiðsluumhverfi.
Val á ljósgjafa:
Sólarhermirinn ætti að nota ljósgjafa með litrófssvið á milli 300 nm og 800 nm sem passar vel við AM1.5 litrófið. Algengir xenon peruhermir hafa oft innrautt litróf (800 nm til 1100 nm) sem víkur frá staðlinum og veldur verulegum ósamræmi.
Litrófssvörun:
Litrófssvörun sólarsellu vísar til fjölda hleðslubera sem myndast á hverja ljóseind við tiltekna bylgjulengd. Ókristallaðar kísilfrumur hafa litrófssvörunarsvið frá 400 nm til 800 nm, samanborið við 400 nm til 1100 nm fyrir kristallaðar kísilfrumur. Þegar ókristallaðar kísilfrumur eru prófaðar með hermum sem eru kvarðaðar með stöðlum fyrir kristallað kísil, leggur innrauðaríka litrófið (800 nm til 1100 nm) sitt af mörkum til straums kristallaðra frumna en ekki til ókristallaðra frumna. Þetta leiðir til alvarlegrar vanmats á straumi og heildarafköstum ókristallaðrar kísilfrumu.
Að auki er litrófssvörun ókristallaðra kísillfrumna undir áhrifum þátta eins og skekkjuljóss og spennu, sem gerir það mikilvægt að taka tillit til þessara breytilegra við óhefðbundnar aðstæður.
Nákvæm prófun á þunnfilmu sólarsellum úr ókristölluðum kísil krefst mikillar athygli á kvörðun geislunarstyrks, vali ljósgjafa og röðun litrófssvörunar. Að fylgja þessum leiðbeiningum tryggir áreiðanlegar niðurstöður og kemur í veg fyrir villur sem tengjast röngum kvörðunaraðferðum.
