1 / 37

ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ

ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ. ΒΙΚΕΛΗΣ ΓΙΩΡΓΟΣ ΥΠΕΥΘΥΝ H : Επικ. Καθηγ. Δ. ΠΑΠΑΔΗΜΗΤΡΙΟΥ. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ. 1839 A.E.BEQUEREL: ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟ ΦΑΙΝ. 1876 Α DAMS & DAY ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟ ΦΑΙΝ. ΣΤΟ Se 1950 ΤΕΧΝΙΚΗ CZOCHRALSKI

kaiser
Download Presentation

ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ ΒΙΚΕΛΗΣ ΓΙΩΡΓΟΣ ΥΠΕΥΘΥΝH:Επικ. Καθηγ.Δ. ΠΑΠΑΔΗΜΗΤΡΙΟΥ

  2. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ • 1839 A.E.BEQUEREL:ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟ ΦΑΙΝ. • 1876 ΑDAMS & DAY ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟ ΦΑΙΝ. ΣΤΟ Se • 1950 ΤΕΧΝΙΚΗ CZOCHRALSKI • 1954 FULLER,PEARSON & CHAPIN ΦΤΙΑΧΝΟΥΝ ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΦΒ ΣΤΟΙΧΕΙΟ Si ΜΕ ΕΠΑΦΗ p-n ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΣΗ 6%

  3. ΛΙΓΑ ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ • Ο ΗΛΙΟΣ ΕΙΝΑΙ ΠΟΛΥ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΠΗΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ • ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΦΩΣ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΑΠΟ 3 ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ • ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝ ΑΜΕΣΗ & ΔΙΑΧΥΤΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

  4. ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΚΕΣ c-Si • Η ΗΛΙΑΚΗ ΚΥΨΕΛΗ ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΣ ΤΜΗΜΑ ΚΑΘΕ ΦΒ ΔΙΑΤΑΞΗΣ • ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ -> ΠΛΑΙΣΙΑ -> ΣΥΣΤΟΙΧΙΕΣ

  5. ΠΥΡΙΤΙΟ • 90% ΠΑΓΚΟΣΜΙΑΣ ΑΓΟΡΑΣ • ΔΕΝ ΕΊΝΑΙ ΙΔΑΝΙΚΟ ΦΒ • ΗΔΗ ΑΝΑΠΤΥΓΜΕΝΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ • ΔΙΑΘΕΣΙΜΟ ΣΕ ΜΕΓΑΛΕΣ ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ & ΜΕ ΚΑΛΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ • ΔΥΝΑΤΗ Η ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

  6. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ • Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥΣ ΒΑΣΙΖΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΣΤΟΥΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΥΣ • ΤΟ ΒΑΣΙΚΟΤΕΡΟ ΜΕΡΟΣ ΜΙΑΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΚΥΨΕΛΗΣ ΕΙΝΑΙ Η ΕΠΑΦΗ p-n

  7. ΕΠΑΦΗ p-n

  8. ΕΠΑΦΗ p-n • ΠΟΛΥ ΛΕΠΤΗ & ΙΣΧΥΡΑ “ΝΟΘΕΥΜΕΝΗ” ΠΕΡΙΟΧΗ-n • ΠΕΡΙΟΧΗ ΑΠΟΓΥΜΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΧΗ-p ΑΠΟΡΡΟΦΟΥΝ ΤΑ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ ΦΩΤΟΝΙΑ • ΜΗΚΟΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΥ

  9. ΕΠΑΦΗ p-n • Η ΦΩΤΟΔΙΕΓΕΡΣΗ ΖΕΥΓΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ-ΟΠΩΝ ΠΟΥ ΣΥΝΕΙΣΦΕΡΕΙ ΣΤΟ ΦΩΤΟΡΕΥΜΑ ΛΑΜΒΑΝΕΙ ΧΩΡΑ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΓΕΘΟΥΣ

  10. ΕΠΑΦΗ p-n • ΙΣΧΥΡΗ ΕΠΑΝΑΣΥΝΔΕΣΗ ΣΤΗ ΠΕΡΙΟΧΗ-n ΣΕ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΑΠΟ Lh -> ΛΕΠΤΗ ΠΕΡΙΟΧΗ-n • ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΦΩΤΟΝΙΩΝ ΜΕΓΑΛΟΥ ΜΗΚΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ->ΠΑΧΙΑ ΠΕΡΙΟΧH-p ΚΑΙ ΜΕΓΑΛΟ Le

  11. ΚΥΚΛΩΜΑΕΠΑΦΗΣ p-n • ΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΑΤΑΞΗΣ ΕΠΑΦΗΣ p-n ΜΕ ΦΟΡΤΙΟ R

  12. ΤΟ ΡΕΥΜΑ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΣΗΣ ΕIΝΑΙ ΙSC =-IPH =-KI • ΟΡΘΟ ΡΕΥΜΑ ΔΙΟΔΟΥ Όπου:Ιο=ΑΝΑΣΤΡΟΦΟ ΡΕΥΜΑ ΚΟΡΕΣΜΟΥ n=ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ

  13. ΤΟ ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΕΙΝΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ I-V ΗΛΙΑΚΗΣ ΚΥΨΕΛΗΣ

  14. O ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΠΛΗΡΩΣΗΣ ff ΟΡΙΖΕΤΑΙ ως • Η ΑΠΟΔΟΣΗ n ΟΡΙΖΕΤΑΙως

  15. ΠΥΡΙΤΙΟ-ΠΡΩΤΗ ΥΛΗ • ΣΤΗΝ ΑΜΜΟ ΥΠΑΡΧΕΙ SiO2ΠΟΥ ΔΙΝΕΙ Si ΚΑΘΑΡΟΤΗΤΑΣ 98-99%. • ΧΗΜΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 99,99999%

  16. ΜΕΘΟΔΟΣ CZOCHRALSKI • ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΕΓΑΛΩΝ ΜΟΝΟΚΡΥΣΤΑΛΛΩΝ Si ΓΙΑ ΧΡΗΣΗ ΣΕ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΑΙ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

  17. ΜΕΘΟΔΟΣ CZOCHRALSKI • 5 cm/h • ΑΡΝΗΤΙΚΟ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ Η ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΣΤΟ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟ Si

  18. ΚΟΠΗ ΚΡΥΣΤΑΛΛΩΝ Si • MULTI-WIRE SAW • ΚΟΨΙΜΟ ΔΙΑΡΚΕΙ 8h ΓΙΑ 10x10cm • ΚΟΣΤΙΖΕΙ ΠΕΡΙΠΟΥ ΤΟ 30% ΤΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ

  19. ΜΕΘΟΔΟΣ EFG • ΠΙΟ ΓΡΗΓΟΡΗ 160τ.εκ/ΜΙΝ • ΠΟΛΥ ΛΙΓΟΤΕΡΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ • ΚΑΤΩΤΕΡΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΥΛΙΚΟ

  20. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΙΑΚΗΣ ΚΥΨΕΛΗΣ

  21. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛIAΚΗΣ ΚΥΨΕΛΗΣ • ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΚΑΙ ΧΑΡΑΞΗ • ΔΙΑΧΥΣΗ ΦΩΣΦΟΡΟΥ ΓΙΑ ΝΑ ΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΙ Η ΕΠΑΦΗ p-n • ΜΠΡΟΣΤΑ ΚΑΙ ΠΙΣΩ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ • ΕΝΑΠΟΘΕΣΗ ΑΝΤΙΑΝΑΚΛΑΣΤΙΚΗΣ ΕΠΙΚΑΛΥΨΗΣ

  22. ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ • ΧΗΜΙΚΟΣ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ • ΓΙΑ ΤΟ c-Si,ME KOH,ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΠΑΡΕΙ ΤΗ ΜΟΡΦΗ: • ΑΥΞΗΣΗ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ -> ΑΥΞΗΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΡΕΥΜΑΤΟΣ

  23. ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΠΑΦΗΣ p-n • ΑΡΧΙΚΑ ΤΟ ΠΥΡΙΤΙΟ ΕΙΝΑΙ ΤΥΠΟΥ-p. • ΜΕ P ΣΧΗΜΑΤΙΖΟΥΜΕ ΤΗΝ ΕΠΑΦΗ • 870 °C, 15-30min ->0.5μm • POCl3 & O2 -> P2O5 • ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ -> SiΟ2 & ΦΩΣΦΟΡΟ

  24. ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ • ΠΑΝΩ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟ ΣΥΝΗΘΩΣ ΑΡΓΥΡΟΣ • ΚΑΤΩ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟ ΚΡΑΜΑ ΑΡΓΥΛΙΟΥ-ΑΡΓΥΡΟΥ

  25. ΑΝΤΙΑΝΑΚΛΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΚΑΛΥΨΗ • ΠΡΙΝ Η ΜΕΤΑ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ ΤΗΣ ΠΑΝΩ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ • ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΟ (ΤiO2) • Δ.Δ.~2,4 (nSi=3.1 , ng=1,5), ΠΑΧΟΣ=70nm

  26. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΠΛΑΙΣΙΑ • ΕVA: ΔΙΑΦΑΝΕΣ, ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΟ ΠΟΛΥΜΕΡΕΣ • 150 °C + ΠΙΕΣΗ ΣΕ ΚΕΝΟ

  27. ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΛΕΠΤΩΝ ΥΜΕΝΙΩΝ • WOLF & LOFERSKY • ΜΕΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΟ ΠΑΧΟΣ, ΑΥΞΑΝΕΙ ΤΟ Voc ΑΦΟΥ ΜΕΙΩΝΕΤΑΙ ΤΟ ΡΕΥΜΑ ΚΟΡΕΣΜΟΥ • ΣΤΡΩΜΑ Si ~ 50 μm

  28. ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΛΕΠΤΩΝ ΥΜΕΝΙΩΝ c-Si

  29. ΓΙΑΤΙ 50 μm;

  30. ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΛΕΠΤΩΝ ΥΜΕΝΙΩΝ c-Si ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ • ΜΙΚΡΟΤΕΡΕΣ ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ Si • ΠΙΟ ΕΛΑΣΤΙΚΑ & ΕΥΕΛΙΚΤΑ ΦΥΛΛΑ Si • ΕΥΚΟΛΟΤΕΡΟΣ & ΓΡΗΓΟΡΟΤΕΡΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΠΛΑΙΣΙΩΝ

  31. ΑΜΟΡΦΟ ΠΥΡΙΤΙΟ • ΑΜΕΣΟ ΧΑΣΜΑ Εg=1,75 eV • a-Si(H) -> ΚΑΛΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ & ΕΥΚΟΛΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ • ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΔΟΜΗ ΕΙΝΑΙ Η p-I-n • ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ STAEBLER-WRONSKI

  32. ΑΠΟΔΟΣΗ Ηλιακής Κυψέλης ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΔΥΝΑΤΗ Η ΑΠΟΔΟΣΗ 100% • ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΙΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ • ΕΠΑΝΑΣΥΝΔΕΣΗ • ΣΚΙΑΣΗ ΑΠΟ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ • ΑΝΑΚΛΑΣΕΙΣ • ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ

  33. ΑΛΛΑ ΥΛΙΚΑ ΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ • ΕΤΕΡΟΔΟΜΕΣ α-Si/c-Si • CdTe (TF techn.) • ΣΥΝΘΕΤΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΜΑ Cu, In, Ga, S, Se (CIS, CGS, CIGS) (TF techn.) • OΡΓΑΝΙΚΕΣ ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ (ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ)

  34. ΙΔΑΝΙΚΟ ΥΛΙΚΟ • ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΧΑΣΜΑ ΜΕΤΑΞΥ 1,1 ΚΑΙ 1,7 eV • ΑΜΕΣΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΧΑΣΜΑ • ΟΧΙ ΤΟΞΙΚΟ ΜΕ ΕΥΚΟΛΗ & ΧΑΜΗΛΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ • ΜΑΚΡΟΧΡΟΝΙΑ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ • ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

  35. ΕgΚΑΙ ΑΠΟΔΟΣΗ

  36. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ • SOLAR ELECTRICITY, T. MARKVART • PHYSICS OF SEMICONDUCTOR DEVICES, SZE • ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ & ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ, KASAP • www.sciencedirect.com

More Related