Cienkowarstwowe ogniwa sloneczne

1
Cienkowarstwowe ogniwa sloneczne badania i
rozwój

• Maciej Sibinski

2
Plan prezentacji

• Typy i wlasciwosci ogniw slonecznych
• Cienkowarstwowe ogniwa fotowoltaiczne
• Badania prowadzone na Politechnice Lódzkiej
• Trendy i kierunki dalszego rozwoju.

3
(No Transcript)
4
K. Cathpole, M. Green Third generation
photovoltaics. Optoelectronics and
Microelectronic Materials and Devices 2002, ss
59-65
5
Podstawowe bariery na drodze rozwoju ogniw
slonecznych

• Bariery technologiczne zwiazane z parametrami
  ogniw wynikajacymi z ich budowy i praw fizyki
  (niska sprawnosc, ograniczona liczba aplikacji)
• Bariery rynkowe dotyczace wprowadzenia zestawów
  ogniw slonecznych do sprzedazy jako atrakcyjnego
  produktu innowacyjnego (zbyt wysoka cena)
• Ograniczenia psycho-socjologiczne zwiazane ze
  zmiana sposobu myslenia o fotowoltaice w grupie
  odbiorców energii elektrycznej oraz zmiana
  uregulowan prawnych.

6
Prace z zakresu fotowoltaiki prowadzone w
Katedrze Przyrzadów Pólprzewodnikowych i
optoelektronicznych Politechniki Lódzkiej.

• Kostruowanie nowych typów cienkowarstwowych ogniw
  slonecznych.
• Opracowanie technologii wytwarzania ogniw.
• Pomiary i optymalizacja parametrów
  opotoelektroniczych ogniw.
• Badania eksploataycyjne instalacji
  fotowoltaicznej modulów róznych typów.

7
Badania strukturalne, optymalizacja konstrukcji
i symulacje cienkowarstwowych ogniw slonecznych.
Zdjecie rekrystalizowanej powierzchni warstwy
CdTe pow 35 000 razy
Zdjecie AFM powierzchni warstwy CdTe po
rekrystalizacji
8
Konstrukcja i technologia wykonania ogniwa
CdS/CdTe na elastycznej folii metalowej
proponowana konfiguracja przyrzadu.
Hermetyzacja struktury poprzez laminacje folia
PET
Warstwa bazy CdTe nalozona metoda sitodruku a
nastepnie rekrystalizowana
Podloze folia molibdenowa 100µm
Naparowana i rekrystalizowana warstwa emitera CdS
9
Wykonanie ogniw CdS/CdTe na podlozach
elastycznych w konfiguracji prostej
Konstrukcja i technologia wykonania ogniwa
CdS/CdTe na elastycznej folii metalowej
wykonanie bazy CdTe
Rekrystalizacja
10
Wykonanie ogniw CdS/CdTe na podlozach
elastycznych w konfiguracji prostej
Konfiguracja prosta na folii polimerowej
UPILEX, Kontakt bazowy, Baza, Emiter,
hermetyzacja
Baza CdTe 2µm
Kontakt bazowy Cu - 2µm
Folia UPILEX 25 µm
11
Wykonanie ogniw CdS/CdTe na podlozach ceramicznych
Zadanie opracowanie konstrukcji i technologii
wykonania ogniwa CdS/CdTe na profilowanym podlozu
ceramicznym.
Modyfikacja ICSVT do wykorzystania na podlozach
profilowanych
CdTe
Tektura ogniotrwala
Profilowane podloze ceramiczne
Komora cisnieniowa
12
Nowe konstrukcje ogniw i modulów krzemowych oraz
pomiary ich parametrów
W poszukiwaniu alternatywnych zródel energii,
japonska firma Clean Venture 21 opracowala nowy
uklad wykorzystujacy tablice mutlikrystalicznych
kulek krzemowych do zastosowan w fotowoltaice.
Konstruktorzy Clean Venture umiescili kazda
malutka, jednomilimetrowa kulke wewnatrz malego
(2,2 do 2,7 mm) reflektora. Zespól naukowy KPPiO
jako jeden z pierwszysch w Europie przeprowadzil
kompleksowe badania optoelektroniczne i termiczne
tego typu przyrzadów.
13
Nowe konstrukcje ogniw i modulów krzemowych oraz
pomiary ich parametrów
Ogniwa z polikrystalicznych mikrokulek krzemowych
14
Nowe konstrukcje ogniw i modulów krzemowych oraz
pomiary ich parametrów
Ogniwa z polikrystalicznych mikrokulek krzemowych
15
Nowe konstrukcje ogniw i modulów krzemowych oraz
pomiary ich parametrów
System hybrydowy modul fotowoltaiczny kolektor
termiczny
16
Nowe konstrukcje ogniw i modulów krzemowych oraz
pomiary ich parametrów
Oswietlone ogniwa po uruchomieniu obiegu cieczy w
kolektorze
Oswietlone ogniwa przed uruchomieniem obiegu
cieczy w kolektorze
17
(No Transcript)
18
Badania eksploatacyjne instalacji fotowoltaicznej
modulów róznych typów.
19
Trendy i kierunki rozwoju fotowoltaiki

• Masowa produkcja cienkowarstwowych ogniw
  slonecznych z polikrystalicznego krzemu i
  amorficznego krzemu.
• Upowszechnienie nowych materialów i konstrukcji
  ogniw (ogniwa CIS, CdS/CdTe, organiczne)
• Nowe aplikacje poprzez zwiekszenie
  funkcjonalnosci modulów fotowoltaicznych (moduly
  elastyczne, przezroczyste, moduly na elementach
  architektonicznych).
• Popularyzacja fotowoltaiki i wlaczenie jej do
  powszechnego systemu energetycznego krajów
  europejskich (plan 320).

20
(No Transcript)
21
(No Transcript)
22
(No Transcript)
23
(No Transcript)
24
(No Transcript)
25
(No Transcript)
26
(No Transcript)
27
(No Transcript)
28
(No Transcript)
29
(No Transcript)
30
(No Transcript)