Како високата температура влијае на перформансите на сончевиот елемент и што може да се направи за подобрување?

Ефект на високата температура врз перформансите на сончевите батерији

Зголемување на ефикасноста на конверзија

За повеќето сончеви батерији (како што се кристални силиконски сончеви батерији), нивната ефикасност на конверзија се намалува со зголемувањето на температурата. Ова се должи на тоа што при високи температури, внатрешните својства на полупроводачките материјали, како што е силикон, се менуваат. Со зголемување на температурата, ширината на забранена зона на полупроводачот се намалува, што резултира во генерирање на повеќе носители (парови електрон-луна) под интринсично возбудување. Меѓутоа, веројатноста за рекомбинација на овие дополнителни носители исто така се зголемува, што резултира во релативно намалување на бројот на ефективни носители кои можат да се соберат до електродот, што го намалува краткиот колежан струја, отворениот колежан напон и факторот на пополнување, а потоа и ефикасноста на конверзија. На пример, кристалните силиконски сончеви батерији имаат температурен коефициент од околу -0,4% /°C до -0,5% /°C, што значи дека за секоја температура повисока за 1°C, нивната ефикасност на конверзија се намалува за 0,4% до 0,5%.

Скратено животно време

Високите температури исто така го забрзат процесот на стареење на материјалите во сончевиот модул. Во однос на упаковните материјали на батеријата, високата температура може да доведе до стареење, пожелтување, деламинација и други проблеми на упаковната филма (како ЕВА филма). За самата батерија, високите температури можат да предизвикаат зголемување на мрежни дефекти во силиконската плоча, што влијае на долгорочната стабилност и временското животно време на батеријата.

Методи за подобрување на перформансите на сончевите батерији при високи температури

Дизајн за отстранување на топлина

Пасивно отстранување на топлина

Структурниот дизајн на сончевиот модул е благоприятен за отстранување на топлина. На пример, зголемувањето на контактната површина помеѓу задната страна на панелот и воздухот, користење на материјал со добра проводливост на топлина како задна површина на панелот, како метална задна површина или композитна задна површина со висока проводливост на топлина, прави топлината генерирана од батеријата да се пренесува лесно во надворешната средина. Поради тоа, упаковната структура на батеријата е разумно дизајнирана, а користат се упаковни материјали со добра дишливост за облеснување на отстранувањето на топлина.

Активно отстранување на топлина

Можат да се користат уреди за насилно хладење на ваздух, како што се вентилатори. Мали вентилатори се инсталираат во сончевиот низ, за да ја отстранат топлината од површината на батеријата преку насилна конвекција на ваздух. За големите сончеви електростанции, исто така можат да се користат системи за хладење со течност, како што е користењето на вода или специјален хладилник кој циркулира во цеви за да го однесе топлината генерирана од модулите на батеријата. Овој метод има висока ефикасност на отстранување на топлина, но цената е релативно висока, и е прифатлив за големи електростанции или специјални применувачки сценарија кои бараат висока ефикасност на производство на енергија.

Подобрување на материјалите

Нов полупроводачки материјал

Истражување и развој на нови полупроводачки материјали со подобри температурни карактеристики за изработка на сончеви батерији. На пример, сончевите батерији од перовскит имаат релативно добра стабилност на перформансите при високи температури, а нивниот температурен коефициент е помал од онога на кристалните силиконски батерији. Иако батериите од перовскит все уште се соочуваат со некои технички предизвици, тие имаат голем потенцијал за подобрување на перформансите при високи температури.

Упаковни материјали со отпорност на високи температури

Развој и користење на упаковни материјали со отпорност на високи температури. На пример, користењето на нови полиолефински упаковни материјали наместо традиционалната ЕВА филма, овој материјал има подобра стабилност при високи температури, што може да намали влијанието на стареењето на упаковните материјали врз перформансите на батеријата.

Оптички управување и технологија за компенсација на температурата

Оптички управување

Превишната топлина абсорбирана од батеријата се намалува преку оптички дизајн. На пример, користат се покрива со селективна абсорбција или оптички рефлектори, така што сончевите батерији само абсорбираат светлина во одреден опсег на таласна должина која може да се користи за генерирање на електричество, додека светлината во други опсеги на таласна должина каде лесно се генерира топлина се рефлектира, што го намалува температурата на батеријата.

Технологија за компенсација на температурата

Технологијата за компенсација на температурата се користи во дизајнот на колото на сончевата батерија. На пример, додавање на температурен сензор и цеп за компенсација во колото, работната состојба на батеријата се прилагодува во реално време според температурата на батеријата, како што е менување на отпорот на оптоварување или применување на обратна пристрасност, за да се намали негативниот влијание на високата температура врз перформансите на батеријата.