Главная
Технологія та конструювання в електронній апаратурі, 2024, № 1-2, с. 3-10.
DOI: 10.15222/TKEA2024.1-2.03
УДК 621.383.51
Оптимізація конструкції кремнієвих сонячних елементів для роботи в режимі концентрації наземного сонячного випромінювання
(українською мовою)
Коркішко Р. М., Власюк В. М., Костильов В. П., Черненко В. В., Дверніков Б. Ф.

Україна, м. Київ, Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова НАН України.

Представлено результати оптимізації конструкції та удосконалення технології виготовлення кремнієвих сонячних елементів, призначених для роботи в режимі концентрації наземного сонячного випромінювання, а також конструкторсько-технологічні рішення щодо розроблення та виготовлення концентраторної установки на основі лінзи Френеля, призначеної для використання у складі стендової бази Центру випробувань фотоперетворювачів та батарей фотоелектричних Інституту фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова НАН України при проведенні фотоелектричних випробувань кремнієвих сонячних елементів в спектральних умовах АМ1.5 за концентрованих потоків наземного сонячного випромінювання із ступенем концентрації від 1X до 200Х.

Ключові слова: кремнієві сонячні елементи, концентроване сонячне випромінювання, фотоелектричні характеристики, установка.

Дата подання рукопису 05.05 2024
Використані джерела
  1. Ahmed S., Ali A., D'Angola A. A Review of Renewable Energy Communities: Concepts, Scope, Progress, Challenges, and Recommendations. Sustainability, 2024, vol. 16, p. 1749. https://doi.org/10.3390/su16051749
  2. Casalicchio V., Manzolini G., Prina M. G., Moser D. from investment optimization to fair benefit distribution in renewable energy community modeling. Appl. Energy, 2022, vol. 310, p. 118447. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.118447
  3. Stancin H., Mikulcic H., Wang X., Duic N. A review on alternative fuels in future energy system. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2020, vol. 128, p. 109927. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109927
  4. Hasan M. M., Hossain S., Mofijur M. et al. Harnessing solar power: a review of photovoltaic innovations, solar thermal systems, and the dawn of energy storage solutions. Energies, 2023, vol. 16, p. 6456. https://doi.org/ 10.3390/en16186456
  5. Chang N. L., Ho-Baillie A. W. Y., Vak D. et al. Manufacturing cost and market potential analysis of demonstrated roll-to-roll perovskite photovoltaic cell processes. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2018, vol. 174, pp. 314 – 324. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2017.08.038
  6. Green M. A., Dunlop E. D., Yoshita M. Solar cell efficiency tables (Version 63). Progress in Photovoltaics Research and Applications, 2023, 32, p. 3 – 13. https://doi.org/10.1002/pip.3750
  7. Ballif C., Haug F.-J., Boccard M. et al. Status and perspectives of crystalline silicon photovoltaics in research and industry. Nature Reviews Materials, 2022, 7, pp. 597 – 616. https://doi.org/10.1038/s41578-022-00510-4
  8. Костильов В. П., Коркішко Р. М., Мелах В. Г. та ін. Кремнієві фотоперетворювачі сонячної енергії з дифузійно-польовими бар’єрами для роботи в концентраторних установках. Збірник наукових праць ІX Міжнародної наукової конференції «Функціональна база наноелектроніки», Україна, Харків — Одеса, 2017, с. 124 – 127.
  9. Rodat S., Thonig R. Status of Concentrated Solar Power Plants Installed Worldwide: Past and Present Data. Clean Technol., 2024, vol. 6, pp. 365 – 378. https://doi.org/10.3390/ cleantechnol6010018
  10. Yamada N, Hirai D. Maximization of conversion efficiency based on global normal irradiance using hybrid concentrator photovoltaic architecture. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 2016, vol. 24, iss. 6, pp. 846 – 854. https://doi.org/10.1002/pip.2765
  11. Han X, Lv Y. Design and dynamic performance of a concentrated photovoltaic system with vapor chambers cooling. Appl Therm Eng., 2022, vol. 201, p. 117824. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117824
  12. Коркішко Р. М., Костильов В. П., Черненко В. В. та ін. Установка для визначення фотоелектричних параметрів кремнієвих сонячних елементів в умовах концентрованого сонячного випромінювання. Труди 25-ї МНПК «Сучасні інформаційні та електронні технології», Україна, Одеса, 2024, с. 67 – 69.
  13. Sachenko A. V., Kostylyov V. P., Korkishko R. M. et al. Key parameters of textured silicon solar cells 26.6% photoconversion efficiency. Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 2021, vol. 24, no. 2, pp. 175 – 184. https://doi.org/10.15407/spqeo24.02.175
  14. Sachenko A. V., Kostylyov V. P., Korkishko R. M. et al. Simulation and characterization of planar high-efficiency back contact silicon solar cells. Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 2021, vol. 24, no 3, pp. 319 – 327. https://doi.org/10.15407/spqeo24.03.319
  15. Sachenko A. V., Kostylyov V. P., Vlasiuk V. M. et al. Optimization of textured silicon solar cells. 47th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Canada, Calgary, 2020, pp. 0719 – 0723. https://doi.org/10.1109/PVSC45281.2020.9300877
  16. Sachenko A. V., Kostylyov V. P., Vlasiuk V. M. et al. Characterization and optimization of highly efficient silicon-based textured solar cells: theory and experiment. 2021 IEEE 48th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), USA, FL, Fort Lauderdale, 2021, pp. 544 – 550. https://doi.org/10.1109/PVSC43889.2021.9518764
  17. Костильов В. П., Коркішко Р. М., Мелах В. Г., Дверніков Б. Ф. Особливості технології виготовлення кремнієвих фотоперетворювачів сонячної енергії з дифузійно-польовими бар’єрами для роботи при концентрованому випромінені. Тези доповідей МНПК «Напівпровідникові матеріали, інформаційні технології та фотовольтаїка» (НМІТФ-2016), Україна, Кременчук, 2016, С. 51 – 52.
  18. Sachenko A. V., Kostylyov V. P., Gerasymenko M. V. et al. Analysis of the silicon solar cells efficiency. Type of doping and level optimization. Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 2016, vol. 19, no. 1, pp. 67 – 74. https://doi.org/10.15407/spqeo19.01.067
  19. Mackel H., Varner K. On the determination of the emitter saturation current density from lifetime measurements of silicon devices. Prog. Photovolt.: Res. Appl., 2013, vol. 21, no. 5, pp. 850 – 866. https://doi.org/10.1002/pip.2167
  20. Richter A., Benick J., Feldmann F. et al. n-Type Si solar cells with passivating electron contact: Identifying sources for efficiency limitations by wafer thickness and resistivity variation. Sol. Energy Mater Sol Cells., 2017, vol. 173, pp. 96 – 105. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2017.05.042
  21. Fahrenbruch A. L., Bube R. H. Fundamentals of solar cells: Photovoltaic solar energy conversion. Academic Press, New York, 1983, 559 р.