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 konwersyon

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

Maikling buhay

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

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

Disenyo ng pagtanggal ng init

Pasibong pagtanggal ng init

Ang disenyo ng struktura ng solar cell module ay nakakatulong sa pagtanggal ng init. Halimbawa, ang pagtaas ng kontak 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 sa paglipat 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 mapabilis ang pagtanggal ng init.

Aktibong pagtanggal ng init

Maaaring gamitin ang mga aparato ng forced air cooling tulad ng mga electric fan. Ang mga maliliit na electric fan ay inilalagay 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 mga 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 pagtanggal ng init, ngunit ang gastos nito ay relatibong mataas, at angkop para sa malalaking power stations o espesyal na application scenarios na nangangailangan ng mataas na epektibidad ng pagbuo ng enerhiya.

Pagpapabuti ng materyales

Bagong materyales ng semiconductor

Ang pagsasagawa ng bagong materyales ng semiconductor na may mas mahusay na katangian ng temperatura 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 naghaharap ng ilang teknikal na hamon, sila ay may malaking potensyal sa pagpapabuti ng high temperature performance.

Materyales ng packaging na resistente sa mataas na temperatura

Ang pagbuo at paggamit ng materyales ng packaging na resistente sa mataas na temperatura. Halimbawa, ang paggamit ng bagong polyolefin packaging materials sa halip na tradisyonal na EVA film, ang materyal na ito ay may mas mahusay na estabilidad sa mataas na temperatura, at maaaring bawasan ang epekto ng aging ng materyales ng packaging sa pagganap ng battery.

Pamamaraan ng 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 mga selective absorption coatings o optical reflectors ay ginagamit upang ang solar cells ay mag-absorb lamang ng liwanag sa isang partikular na wavelength range na maaaring gamitin upang makagawa ng enerhiya, habang inirereplekto ang liwanag sa iba pang wavelength ranges kung saan madaling lumikha ng init, na sa huli ay nagbabawas 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.