Unsa ang epekto sa kalihukan sa solar cell sa taas nga temperatura, ug unsa ang mahimo aron mapabuti kini?

Ang Epekto sa Mga Solar Cell sa Mataas na Temperatura

Nabawasan ang Efisyensiya ng Pag-convert

Para sa karamihan sa mga solar cell (tulad ng crystalline silicon solar cells), ang kanilang efisyensiya ng pag-convert ay nababawasan habang tumaataas ang temperatura. Ito ay dahil sa mataas na temperatura, ang mga panloob na katangian ng semiconductor materials tulad ng silicon ay nagbabago. Habang tumaataas ang temperatura, ang band-gap width ng semiconductor ay nababawasan, na nagreresulta sa mas maraming carrier (electron-hole pair) na pagbuo sa ilalim ng intrinsic excitation. Gayunpaman, ang mga dagdag na carrier recombination probabilities ay din nagtaas, na nagreresulta sa relatibong pagbaba ng bilang ng epektibong carriers na maaaring makolekta sa electrode, na nagreresulta sa pagbaba ng short circuit current, open circuit voltage at fill factor ng battery, at sa huli, ang pagbaba ng efisyensiya ng pag-convert. Halimbawa, ang crystalline silicon solar cells ay may temperature coefficient na humigit-kumulang -0.4% /°C hanggang -0.5% /°C, na nangangahulugan na para sa bawat 1°C na pagtaas ng temperatura, ang kanilang efisyensiya ng pag-convert ay nababawasan ng 0.4% hanggang 0.5%.

Maikling Buhay

Ang mataas na temperatura ay din nagpapabilis sa proseso ng paglubog ng mga materyales sa loob ng solar module. Sa aspeto ng packaging materials ng battery, ang mataas na temperatura maaaring magresulta sa paglubog, pagpula, delamination at iba pang problema ng packaging film (tulad ng EVA film). Para sa battery mismo, ang mataas na temperatura maaaring magdulot ng pagtaas ng lattice defects sa loob ng silicon wafer, na nag-aapekto sa long-term stability at service life ng battery.

Mga Pamamaraan upang Mapabuti ang Performance ng Mga Solar Cell sa Mataas na Temperatura

Pagsusunod sa disenyo ng Heat Dissipation

Passive Heat Dissipation

Ang disenyo ng struktura ng solar cell module ay nakakatulong sa heat dissipation. Halimbawa, ang pagtaas ng contact area sa pagitan ng likod ng panel at ang hangin, ang paggamit ng materyal na may mahusay na thermal conductivity bilang backplane ng panel, tulad ng metal backplane o composite backplane na may mataas na thermal conductivity, ginagawang mas madali ang paglipat ng init na ginawa ng battery sa labas na kapaligiran. Bukod dito, ang packaging structure ng battery component ay maayos na idisenyo, at ang packaging material na may mahusay na breathability ay ginagamit upang mapabuti ang heat dissipation.

Active Heat Dissipation

Maaaring gamitin ang forced air cooling devices tulad ng mga fan. Ang mga maliliit na fan ay inilalapat sa solar array upang alisin ang init mula sa ibabaw ng battery sa pamamagitan ng forced convection ng hangin. Para sa malalaking solar power plants, maaari ring gamitin ang liquid cooling systems, tulad ng paggamit ng tubig o espesyal na coolant na umiikot sa pipe upang dalhin ang init na ginawa ng battery module. Ang pamamaraang ito ay may mataas na heat dissipation efficiency, ngunit ang gastos nito ay relatyibong mataas, at angkop para sa malalaking power stations o espesyal na application scenarios na nangangailangan ng mataas na power generation efficiency.

Pagpapabuti ng Materyal

Bagong Semiconductor Material

Ang pag-aaral at pag-unlad ng bagong semiconductor materials na may mas mahusay na temperature characteristics upang gawing solar cells. Halimbawa, ang perovskite solar cells ay may mas mahusay na performance stability sa mataas na temperatura, at ang kanilang temperature coefficient ay mas mababa kaysa sa crystalline silicon cells. Bagama't ang perovskite batteries pa rin ay kinakaharap ang ilang teknikal na hamon, sila ay may malaking potensyal sa pagpapabuti ng high temperature performance.

High Temperature Resistant Packaging Material

Ang pag-unlad at paggamit ng high temperature resistant packaging materials. Halimbawa, ang paggamit ng bagong polyolefin packaging materials sa halip ng tradisyonal na EVA film, ang materyal na ito ay may mas mahusay na stability sa mataas na temperatura, maaaring bawasan ang impact ng aging packaging materials sa performance ng battery.

Optical Management at Temperature Compensation Technology

Optical Management

Ang sobrang init na na-absorb ng battery ay binabawasan sa pamamagitan ng optical design. Halimbawa, ang selective absorption coatings o optical reflectors ay ginagamit upang ang solar cells ay kumuha lamang ng liwanag sa isang tiyak na wavelength range na maaaring gamitin upang bumuo ng kuryente, habang ang iba pang wavelength ranges kung saan madaling lumikha ng init ay inireflect, na nagreresulta sa pagbaba ng temperatura ng cell.

Temperature Compensation Technique

Ang teknolohiya ng temperature compensation ay ginagamit sa circuit design ng solar cell. Halimbawa, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng temperature sensor at compensation circuit sa circuit, ang working state ng battery ay na-adjust sa real time batay sa temperatura ng battery, tulad ng pagbabago ng load resistance o pag-apply ng reverse bias, upang bawasan ang adverse impact ng mataas na temperatura sa performance ng battery.