Paano nakakaapekto ang mataas na temperatura sa pagganap ng solar cell, at ano ang maaaring gawin upang mapabuti ito?

Epekto ng mataas na temperatura sa pagganap ng solar cell

Nabawasan ang epektibidad ng konbersyon

Para sa karamihan sa mga solar cell (tulad ng crystalline silicon solar cells), nababawasan ang kanilang epektibidad ng konbersyon habang tumaataas ang temperatura. Ito ay dahil sa mataas na temperatura, nagbabago ang panloob na katangian ng mga materyales ng semiconductor tulad ng silicon. Habang tumaataas ang temperatura, nababawasan ang band-gap width ng semiconductor, na nagreresulta sa mas maraming paglikha ng carrier (electron-hole pair) sa pamamagitan ng intrinsic excitation. Gayunpaman, ang probabilidad ng recombination ng mga karagdagang carrier ay dinadagdagan, na nagreresulta sa relatibong pagbaba ng bilang ng epektibong carrier na maaaring makolekta sa electrode, kaya nababawasan ang short circuit current, open circuit voltage at fill factor ng battery, at sa huli, nababawasan ang epektibidad ng konbersyon. 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, nababawasan ang kanilang epektibidad ng konbersyon ng 0.4% hanggang 0.5%.

Maikling buhay

Ang mataas na temperatura ay dinadagdagan din ang proseso ng pagluma ng mga materyales sa loob ng solar module. Sa pakikipag-ugnayan sa mga materyales ng packaging ng battery, maaaring magresulta ang mataas na temperatura sa pagluma, pagdilaw, delamination, at iba pang mga problema ng packaging film (tulad ng EVA film). Para sa battery mismo, maaaring magresulta ang mataas na temperatura sa pagtaas ng lattice defects sa loob ng silicon wafer, na kaya nakakaapekto sa long-term stability at service life ng battery.

Mga paraan upang mapabuti ang pagganap ng solar cells sa mataas na temperatura

Paggawa ng disenyo ng pagdissipate ng init

Pasibong pagdissipate ng init

Ang disenyo ng estruktura ng solar cell module ay nakakatulong sa pagdissipate ng init. Halimbawa, ang pagdami ng contact area sa 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, nagpapadali ng paghahatid ng init na ginawa ng battery sa labas na kapaligiran. Bukod dito, ang disenyo ng packaging structure ng battery component ay maayos, at ang paggamit ng packaging material na may mahusay na breathability upang mapadali ang pagdissipate ng init.

Aktibong pagdissipate ng init

Maaaring gamitin ang mga device ng forced air cooling tulad ng mga electric fan. Ang mga maliliit na electric 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 paraan na ito ay may mataas na epektibidad ng pagdissipate ng init, ngunit ang gastos nito ay mas mataas, at angkop ito para sa malalaking power stations o espesyal na application scenarios na nangangailangan ng mataas na epektibidad ng paggawa ng enerhiya.

Pagpapabuti ng materyal

Bagong materyal ng semiconductor

Ang pag-aaral at pagbuo ng bagong materyal ng semiconductor 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 ay patuloy na nakakaharap sa ilang teknikal na hamon, sila ay may malaking potensyal sa pagpapabuti ng high temperature performance.

Materyal ng packaging na resistente sa mataas na temperatura

Ang pagbuo at paggamit ng materyal ng packaging na resistente sa mataas na temperatura. 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, at maaaring bawasan ang epekto ng aging ng materyal ng packaging sa pagganap ng battery.

Optical management at teknolohiya ng temperature compensation

Optical management

Ang sobrang init na inabsorb ng battery ay binabawasan sa pamamagitan ng optical design. Halimbawa, ang paggamit ng selective absorption coatings o optical reflectors upang ang solar cells ay kumuha lamang ng liwanag sa isang tiyak na wavelength range na maaaring gamitin upang bumuo ng enerhiya, habang inirereplekta naman ang liwanag sa ibang wavelength ranges kung saan madaling gumawa ng init, na nagreresulta sa pagbaba ng temperatura ng cell.

Teknolohiya ng temperature compensation

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