Wykład 7

14.05.2020 r.

Kontakty

Katarzyna Gwóźdź

1Metody symulacji fotoogniw

Metody symulacji fotoogniw

Ogniwa krzemowe

2

Straty przewodności

Straty optyczne

Im większe kontakty tym lepsza

przewodność, ale również większe

straty optyczne.

Metody symulacji fotoogniw

Kształt

3

Kwadratowy Pseudo-kwadratowy Okrągły

Metody symulacji fotoogniw

Busbars

4

Dash-line busbars

Oszczędność materiału

Mniejsza trwałość

Metody symulacji fotoogniw

Rezystancja cienkiej warstwy

kontaktu (sheet resistance)

5

𝑅 = 𝜌𝐿

𝐴=𝜌

𝑡

𝐿

𝑊= 𝑅𝑠ℎ𝑒𝑒𝑡

𝐿

𝑊

𝑅𝑠ℎ𝑒𝑒𝑡 =𝜌

𝑡

Materiał Rsheet (Ω/sq)

Srebro 3

Aluminium 10

Krzem typ n 80-90

Krzem typ p 150

Metody symulacji fotoogniw

Shingling pattern

6

[1] Patent US2938938, D.C. Dickson, JR,

1960

[2] Fraunhofer-Institute for Solar Energy

Systems ISE, Nils Klasen

Zwiększenie powierzchni czynnej

ogniwa.

Metody symulacji fotoogniw

Griddler 2.5

Pobierz i zainstaluj program Griddler 2.5 ze strony:

http://griddlersolar.com/index.php/design-simulate/

Zapoznaj się z instrukcją do programu:

http://griddlersolar.com/wp-content/uploads/Griddler_and_PRO_manual.pdf

I filmikami dotyczącymi programu Griddler 2.5:

https://www.youtube.com/channel/UCe5tw689Oc-BWIkB9A3SMNg/videos

Uwaga! Do pobrania jest wersja standardowa i niektóre opcje mogą być niedostępne.

7

http://griddlersolar.com/index.php/design-simulate/http://griddlersolar.com/wp-content/uploads/Griddler_and_PRO_manual.pdfhttps://www.youtube.com/channel/UCe5tw689Oc-BWIkB9A3SMNg/videos

Metody symulacji fotoogniw

Parametry z modelu

dwudiodowego

8

A

(cm2)

ISC (A) VOC(V)

Pmax(W)

FF η (%) RSH(kΩ)

RS (Ω) I1 (pA) I2 (μA)

MONO 100 3.148 0.587 1.09 0.589 10.81 30 0.019

4

0.690 35

TAJ 255 8.444 0.624 3.6 0.682 15.94 6880 0.006 52.31 37

Uwaga! Powierzchnia w tabelce to powierzchnia całkowita ogniwa.

Podczas symulacji proszę uważać na jednostki, ponieważ niektóre wielkości są

podawane na cm2.

W laboratorium NLTK zmierzono dwa ogniwa słoneczne nazwane MONO i TAJ.

Parametry tych fotoogniw wyznaczone z modelu dwudiodowego oraz

charakterystyk I-V przedstawiono w tabeli poniżej. Na następnych slajdach

przedstawiono charakterystyki I-V i J-V tych ogniw. Dane dostępne na stronie

http://www.if.pwr.edu.pl/~gwozdz/MSF.html oraz na eportalu.

http://www.if.pwr.edu.pl/~gwozdz/MSF.html

Metody symulacji fotoogniw

Charakterystyki I-V

9

-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8-10

-5

0

5

10I

(A)

U (V)

Mono

Taj

Metody symulacji fotoogniw

Charakterystyki J-V

10

0.0 0.2 0.4 0.6 0.80.00

0.01

0.02

0.03

0.04

15.94%

J (

A/c

m2)

U (V)

Mono

Taj

10.81%

Metody symulacji fotoogniw

Ogniwo 1 Mono

• Wymiary 10x10 cm

• Wafer type Square

• Front contact:

2 busbars szerokość 1 mm

32 fingers szerokość 200 μm

Style straight

Edge gap 2 mm

End joining none

• Back contact

2 Busbars szerokość 3 mm

0 Fingers

Edge gap 1.5 mm

11

Metody symulacji fotoogniw

Ogniwo 2 Taj

• Wymiary 15x15 cm

• Wafer type pseudoSquare 20x20 cm

• Front contact:

3 busbars szerokość 1.6 mm

111 fingers szerokość 100 μm

Style rectangle pads

Edge gap 0.1 mm

End joining all

• Back contact

3 Busbars szerokość 2.5 mm

0 Fingers

Edge gap 0.1 mm

Style rectangle pads

12

Metody symulacji fotoogniw

Zadanie 1

Oblicz powierzchnię czynną ogniwa MONO.

Zasymuluj ogniwo MONO w programie

Griddler. Porównaj I-V oraz parametry

ogniwa zasymulowane i rzeczywiste.

Wyjaśnij z czego wynikają różnice.

13

Metody symulacji fotoogniw

Zadanie 2

Oblicz powierzchnię czynną ogniwa TAJ.

Zasymuluj ogniwo TAJ w programie

Griddler. Porównaj I-V oraz parametry

ogniwa zasymulowane i rzeczywiste.

Wyjaśnij z czego wynikają różnice.

14

Metody symulacji fotoogniw

Zadanie 3

Zoptymalizuj kontakty w ogniwach MONO

oraz TAJ w programie Griddler, tak aby

poprawić sprawność ogniw.

(Zmieniaj ilość busbars i fingers oraz ich

parametry, aby osiągnąć jak największą

sprawność ogniw. Nie zmieniaj właściwości

samego ogniwa, tylko jego kontaktów.)

15