Znaczenie testów paneli słonecznych

Maksymalizacja absorpcji energii przez ogniwa słoneczne jest kluczowa dla przetrwania technologii jako źródła odnawialnego. Wiele warstw powłoki i ochrony szkła pozwala na absorpcję, transmisję i odbicie światła, które jest niezbędne do funkcjonowania ogniw fotowoltaicznych. Biorąc pod uwagę, że większość konsumenckich ogniw słonecznych działa z wydajnością 15-18%, optymalizacja ich wydajności energetycznej jest ciągłą walką.


Badania wykazały, że chropowatość powierzchni odgrywa kluczową rolę w odbijaniu światła. Początkowa warstwa szkła musi być tak gładka, jak to tylko możliwe, aby zmniejszyć współczynnik odbicia światła, ale kolejne warstwy nie spełniają tych wytycznych. Pewien stopień chropowatości jest niezbędny na styku każdej powłoki z inną, aby zwiększyć możliwość rozpraszania światła w odpowiednich strefach zubożenia i zwiększyć absorpcję światła w komórce1. Optymalizacja chropowatości powierzchni w tych regionach pozwala ogniwu słonecznemu działać jak najlepiej, a dzięki szybkiemu czujnikowi Nanovea HS2000 pomiar chropowatości powierzchni można wykonać szybko i dokładnie.

Cel pomiaru

W tym badaniu pokażemy możliwości Nanovea Profilometr HS2000 z czujnikiem High Speed Sensor poprzez pomiar chropowatości powierzchni i cech geometrycznych ogniwa fotowoltaicznego. Na potrzeby tej demonstracji zmierzone zostanie monokrystaliczne ogniwo słoneczne bez ochrony szklanej, ale metodologia ta może być wykorzystywana do różnych innych zastosowań.

Procedura badania i procedury

Do pomiaru powierzchni ogniwa słonecznego zastosowano następujące parametry badawcze.

Wyniki i dyskusja

Poniżej przedstawiono widok ogniwa słonecznego 2D w fałszywym kolorze oraz ekstrakcję powierzchni z odpowiednimi parametrami wysokości. Do obu powierzchni zastosowano filtr gaussowski, a do spłaszczenia wyodrębnionego obszaru użyto bardziej agresywnego indeksu. Wyklucza to formę (lub falistość) większą niż indeks odcięcia, pozostawiając cechy reprezentujące chropowatość ogniwa słonecznego.

Profil został wykonany prostopadle do orientacji linii siatki, aby zmierzyć ich właściwości geometryczne, co zostało przedstawione poniżej. Szerokość linii siatki, wysokość stopnia i nachylenie mogą być mierzone dla każdego konkretnego miejsca na ogniwie słonecznym.

Wniosek

W tym badaniu mogliśmy zaprezentować zdolność czujnika liniowego Nanovea HS2000 do pomiaru chropowatości powierzchni monokrystalicznego ogniwa fotowoltaicznego i jego cech. Dzięki możliwości automatyzacji dokładnych pomiarów wielu próbek i ustawieniu limitów pass fail, czujnik liniowy Nanovea HS2000 jest doskonałym wyborem dla kontroli jakości.

Odnośnik

1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells " Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, nr 6, 2014, s. 631-638.