Bagaimanakah suhu tinggi mempengaruhi prestasi sel suria dan apakah yang boleh dilakukan untuk meningkatkannya

Kesan suhu tinggi terhadap prestasi sel suria

Peningkatan kecekapan pemindahan berkurang

Untuk kebanyakan sel suria (seperti sel suria silikon kristal), kecekapan pemindahan mereka berkurang apabila suhu meningkat. Ini kerana pada suhu yang tinggi, sifat dalaman bahan semikonduktor seperti silikon berubah. Apabila suhu meningkat, lebar jurang-banda semikonduktor berkurang, menyebabkan lebih banyak pembentukan penggerak (pasangan elektron-lubang) di bawah rangsangan intrinsik. Walau bagaimanapun, kebarangkalian rekombinasi penggerak tambahan ini juga meningkat, menyebabkan penurunan relatif dalam bilangan penggerak yang efektif yang boleh dikumpulkan ke elektrod, seterusnya mengurangkan arus pendek sel, voltan litar terbuka dan faktor isi padu, dan akhirnya menyebabkan penurunan kecekapan pemindahan. Sebagai contoh, sel suria silikon kristal mempunyai pekali suhu sekitar -0.4% /°C hingga -0.5% /°C, yang bermaksud untuk setiap 1°C kenaikan suhu, kecekapan pemindahannya berkurang sebanyak 0.4% hingga 0.5%.

Umur hidup dipendekkan

Suhu tinggi juga mempercepatkan proses penuaan bahan di dalam modul suria. Dari segi bahan pembungkusan sel, suhu tinggi mungkin menyebabkan penuaan, kuning, pelapisan semula dan masalah lain pada filem pembungkusan (seperti filem EVA). Untuk sel itu sendiri, suhu tinggi mungkin menyebabkan peningkatan cacat grid di dalam wafer silikon, seterusnya mempengaruhi kestabilan jangka panjang dan umur hidup sel.

Kaedah untuk meningkatkan prestasi sel suria pada suhu tinggi

Reka bentuk pembiakan haba

Pembiakan haba pasif

Reka bentuk struktur modul sel suria adalah sesuai untuk pembiakan haba. Sebagai contoh, menambah luas kawasan hubungan antara belakang panel dengan udara, menggunakan bahan dengan kekonduksian haba yang baik sebagai belakang panel, seperti belakang panel logam atau belakang panel komposit dengan kekonduksian haba yang tinggi, membuat haba yang dihasilkan oleh sel lebih mudah ditransmisikan ke persekitaran luar. Selain itu, struktur pembungkusan komponen sel direka dengan sewajarnya, dan bahan pembungkusan dengan pernafasan yang baik digunakan untuk memudahkan pembiakan haba.

Pembiakan haba aktif

Peranti pendinginan udara paksa seperti kipas boleh digunakan. Kipas kecil dipasang dalam susunan suria untuk mengeluarkan haba dari permukaan sel melalui konveksi paksa udara. Untuk stesen kuasa suria besar, sistem pendinginan cecair juga boleh digunakan, seperti penggunaan air atau coolant khas beredar dalam paip untuk membawa haba yang dihasilkan oleh modul sel. Kaedah ini mempunyai kecekapan pembiakan haba yang tinggi, tetapi kosnya agak tinggi, dan sesuai untuk stesen kuasa berskala besar atau skenario aplikasi khas yang memerlukan kecekapan penjanaan kuasa yang tinggi.

Peningkatan bahan

Bahan semikonduktor baru

Penyelidikan dan pembangunan bahan semikonduktor baru dengan ciri-ciri suhu yang lebih baik untuk membuat sel suria. Sebagai contoh, sel suria perovskit mempunyai kestabilan prestasi yang relatif baik pada suhu tinggi, dan pekali suhunya lebih rendah daripada sel silikon kristal. Walaupun sel perovskit masih menghadapi beberapa cabaran teknikal, ia mempunyai potensi besar dalam meningkatkan prestasi suhu tinggi.

Bahan pembungkusan tahan suhu tinggi

Pengembangan dan penggunaan bahan pembungkusan tahan suhu tinggi. Sebagai contoh, penggunaan bahan poliolefin baru gantikan filem EVA tradisional, bahan ini mempunyai kestabilan yang lebih baik pada suhu tinggi, dapat mengurangkan impak penuaan bahan pembungkusan terhadap prestasi sel.

Pengurusan optik dan teknologi kompensasi suhu

Pengurusan optik

Haba berlebihan yang diserap oleh sel dikurangkan melalui reka bentuk optik. Sebagai contoh, lapisan penyerapan pilihan atau reflektor optik digunakan supaya sel suria hanya menyerap cahaya dalam julat panjang gelombang tertentu yang boleh digunakan untuk menjana elektrik, manakala mencerminkan cahaya dalam julat panjang gelombang lain di mana haba mudah dihasilkan, seterusnya mengurangkan suhu sel.

Teknik kompensasi suhu

Teknik kompensasi suhu digunakan dalam reka bentuk litar sel suria. Sebagai contoh, dengan menambah sensor suhu dan litar kompensasi ke litar, keadaan operasi sel disesuaikan secara real-time mengikut suhu sel, seperti mengubah rintangan beban atau menerapkan bias songsang, untuk mengurangkan kesan buruk suhu tinggi terhadap prestasi sel.