ست سلولهای خورشیدی

 

معمولاً سلولهای متمرکزکننده بر روی لایه‌های مربوط به خود سوار ميشوند. بنابراین روش کار کاملاً متفاوت با مجموعه‌های PV استاندارد ميباشد. ولی ميتوان با استفاده از پيشرفتهای بزرگ، استاندارد سازی و تجاربی که طی دهه های اخير در صنعت الکترونيک بوجودآمده است، مزیتهایی را بدست آورد. براساس طبيعت سلولها (نوع ماده، اندازه و تکنولوژی ساخت) و شرایط کاری مختلف، تکنولوژیهای مجموعه سازی مختلفی مورد استفاده واقع ميشود. معمولاً بدین منظور تکنولوژیهای مجموعه سازی سطحی که مستقيماً از الکترونيک سرچشمه ميگيرد بکار برده ميشود. حتی در این زیرمجموعه‌های خاص از اجزاء، راه حلهای بسيارزیادی وجود دارد. در یک مجموعه سازی خوب برای بهبود عملکرد سيستم، درنظر گرفتن ویژگيهای گرمایی و تطابق اپتيکی کاملاً جدی است. مانند هر دستگاه PV، سلولها برای تمرکز، قابليتهای خود را هر چند اندک، با افزایش دما کاهش ميدهند. یک زیر لایه ميتواند بطور موثری سلول گرم را خشک کند و آنرا درفضای بزرگتری برای تبادل حرارتی گسترش دهد. به این منظور مواد سراميکی مانند آلومينا (AL2O3) یا نيترید آلومينيوم (ALN) استفاده ميشود. مانند الکترونيک هيبرید برخی اوقات با کاهش ویژگيهای هدایت گرمایی، خصوصا زمانی که منابع مالی محدود است ميتوان از عناصر ارزانتر استفاده کرد.

بعنوان نمونه یک لایه فلزی جداشده (IMS) مثال یک ماده الکترونيکی بين یک لایه بزرگ از آلومينيوم و پوشش نازکی از مس بصورت لایه لایه بعنوان هدایت کننده الکتریکی بکار ميرود. بسته به نوع مواد و ضخامت لایه مجزا شده، مدار مربوطه ویژگيهای گرمایی خاصی از خود نشان ميدهند مانند ویژگيهای ضد الکتریکی. این مواد جداساز معمولاً ضریب هدایت گرمایی در محدوده W/mK۳-۰,۸ دارند. درجدول زیر خالصه ای از ضرایب گرمایی مواد مفيد که در گيرنده های CPV بکارميرود نشان داده شده است. سلولها بصورت الکتریکی به مدار وصل ميشوند. اتصال گرمایی سلول به هيت سينک از پشت به وسيله چسب یا لحيم صورت می پذیرد درحاليکه اتصال جلویی با نوارهای لحيمی یا سيم انجام ميگيرد. در شکل زیر دو روش مختلف استفاده از لحيم های سری و اتصال سيمی با تکنولوژی "تراشه بر روی صفحه" (COB) نشان داده شده است.

 set-table

جدول فوق ضرایب گرمایی موادی را نشان می دهد که معمولاً برای مجموعه گيرنده های CPV بکار ميرود.

 set1

شکل فوق سلولهای خورشيدی CPV  که بر روی یک زیرلایه مجموعه شده اند را نشان میدهد.

a- سلولهای خورشيدی سيليکونی لحيم شده Courtesy of C Power Srl
b- سلول خورشيدی با مقطع یک ميليمترمربع با تکنولوژی "تراشه بر روی صفحه"


ازآنجا که تکنولوژی بکارگرفته شده از صنایع الکترونيک اقتباس شده است، قابليت اعتماد به این مجموعه ها بسيار بالا و عمر آنها طولانی است. گيرنده‌های CPV درشرایط کاری مختلف ميتوانند متحمل تنشهای گوناگون در رابطه با کاربردهای الکترونيکی شوند، اگرچه استانداردهای زیادی برای صحه گذاری سطح کيفی پروسه های مجموعه سازی و نيز شناخت و برطرف کردن برخی عيوب احتمالی حتی قبل از تستهای مربوط به دوام قطعات تدوین شده است.
در شکل سمت راست بالا تصویری با اشعه X از یک سلول خورشيدی که با استفاده ازتکنولوژی نصب برروی یک سطح دقيق برروی لایه خود لحيم گردیده نشان داده شده است.
درشکل فوق سمت چپ سلولی با مناطق خالی لحيم کاری در سطح پشتی سلول ترسيم شده است. این مناطق پوچ ميتوانند باعث شکاف و شکستگی در طی سيکل گرمایی شوند همانطور که این امر در الکترونيک امری شناخته شده است [Yunus et al., 2003].

set2

شکل بالا تصویری با اشعه x ازسلولهای خورشيدی لحيم شده را نشان می دهد.
a- لحيم قابل قبول باکمتر از ۵ درصد مناطق پوچ
b- لحيم غيرقابل قبول با امکان شکستگی بالا و مناطق پوچ  زیاد در زیر سلول

دیودهای فرعی معمولاَ روی همان لایه سلول نصـب ميشـوند. بـرای سـلولهای خورشـيدی چنـد اتصالی، این قطعات بخاطر حساسيت بالای آنها در تبدیل "بایاس" سلولها بسـيارمهم هسـتند و به این ترتيب ایـن وسـایل را در مقابـل بارهـای معکـوس مخـرب محافظـت ميکننـد. درحـال حاضـر هرسلول دیود فرعی مخصوص به خود را دارد که ميتواند یک دیود کامـل یـا یـک SI دیـود خـارجی p-n باشد. طرح کلی بر مبنای جداسازی فضای کوچک سلول چند اتصالی و استفاده از اتصـالات بعنوان دیود محافظ ميباشد. لنزهای ثانویه هرجا که استفاده شوند از اجزای گيرنده ميباشند. این قطعات باید از دقـت بالایی جهت مجموعه شدن در ماژول برخوردار باشـند. در واقـع هرچـه سـطح تمرکـز بالاتر باشـد دقـت قرارگيری آنها بيشتر ميشود تا از افتهای مهم جلوگيری شود. این لنزهای ثانویـه معمـولاً بایـد در زیر اشعه متمرکز شده کار کنند. در ماژولهای فوتو ولتایيک با تمرکز بالا، خطای موقعيـت بـيش از ۱۰۰ ميکرو نميتواند موجب افتی در قدرت شود که قابل چشم پوشی نيست [Diaz et al. 2005].

 

بالای صفحه نسخه چاپی   کلیه حقوق متعلق به مرکز تحقیقات الکترونیک فطروسی می باشد خانه | تماس با ما | نقشه سایت
  این سایت توسط شرکت آسمان پیدایش تهیه شده است.