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CELLE SOLARI

CELLE SOLARI. Docente: Mauro Mosca (www.dieet.unipa.it/tfl). A.A. 2013-14. Ricevimento: alla fine della lezione o per appuntamento. Università di Palermo – Facoltà di Ingegneria (DEIM). a). b). c). Principio di funzionamento. efficienza limitata da: riflessione

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CELLE SOLARI

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Presentation Transcript

  1. CELLE SOLARI Docente: Mauro Mosca (www.dieet.unipa.it/tfl) A.A. 2013-14 Ricevimento: alla fine della lezione o per appuntamento Università di Palermo – Facoltà di Ingegneria (DEIM)

  2. a) b) c) Principio di funzionamento • efficienza limitata da: • riflessione • fotoni poco o troppo energetici • ricombinazione • resistenze parassite

  3. Schema di una cella solare

  4. Sistemi a concentrazione problema del riscaldamento stampi per iniezione o termoformatura

  5. Caratteristica I-V a circuito aperto cella solare = diodo di grande superficie in corto- circuito

  6. V Schema equivalente di una cella solare I = Is – IL dark current (compare in presenza di carico) I = Is (eqV/kT – 1) - IL

  7. IL = 100 mA Caratteristica I-V di una cella illuminata

  8. – = = – = = – = Calcolo della massima potenza d’uscita I = Is (eqV/kT – 1) - IL (per I = 0) alta Voc = bassa Is = elevato tempo di vita

  9. = – – Efficienza e fill factor (ISC~ IL)

  10. Spectrum splitting

  11. …+ Rs – = = – – = Resistenza serie e corrente di ricombinazione I = Is (eqV/kT – 1) - IL • Resistenza serie: • profondità giunzioni • elettrodi di contatto • concentrazioni d’impurità • tipo di substrato (n o p) • condizioni superficiali

  12. Irradianza spettro solare W di picco energia superiore e inferiore a Eg AIR MASS = 1/cosf

  13. log [ (cm-1)] Coefficienti di assorbimento Celle al silicio: a) Wafer-based b) Thin-film

  14. Celle PERL(Passivated Emitter and Rear-Locally diffused) migliora le perdite di Isc back-surface field h = 24,7% migliora le perdite di Voc

  15. Celle tandem monolitiche III-V h = 40% max 3 cells Eg = 1.9 eV strain Eg = 1.42 eV lattice constant ~ GaAs

  16. Celle al silicio amorfo “Staebler-Wronski” degradation (difetti creati dall’illuminazione) Eg(amorfo) > Eg(crist) laser patterning a(amorfo) > a(crist) decresce la densità di stati localizzati all’interno della gap h = 6%

  17. Cella tandem al silicio amorfo-microcristallino a-Si:Ge:H h = 14,5% h = 8% riduce la gap

  18. Na Celle CIGS n-type h = 20% maggiore coefficiente di assorbimento Cu(In,Ga)Se2 - possibilità di variare la gap: da 1 ev (CIS) a 1,7 ev (CGS)

  19. Celle DSSC recupera l’elettrone transizione lenta h = 11% reazione veloce

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