POMIARY PARAMETRÓW OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH

PORÓWNANIE SPRAWNOŚCI POZYSKIWANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRZY WYKORZYSTANIU RÓŻNYCH TECHNOLOGII PORÓWNANIE SPRAWNOŚCI POZYSKIWANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRZY WYKORZYSTANIU RÓŻNYCH TECHNOLOGII Sprawność netto w % Sprawność netto w % ,10,01 Moc elektryczna (jednostki) w MW Moc elektryczna (jednostki) w MW wodne turbiny gazowe olejowe i gazowe węglowe z silnikami Diesla jądrowe wiatrowe fotowoltaiczne Kombin. para-gaz para-gaz Zaczerpnięto z: /forum.gazeta.pl, sprawność nowoczesnej elektrowni atomowej, według Siemens Power Journal 4/97 Zaczerpnięto z: /forum.gazeta.pl, sprawność nowoczesnej elektrowni atomowej, według Siemens Power Journal 4/97 11

Zaczerpnięto z : g&imgrefurl= Ziemia Saturn Jowisz Mars Uran Neptun Wenus Merkury UKŁAD SŁONECZNY 12

8 min Strumień mocy 3, W Stała słoneczna 1367 W/m 2 PROMIENIOWANIE SŁONECZNE 150 mln km 13

Słońce źródło życia Synteza jądrowa – przemiana wodoru w hel Zasoby wodoru wyczerpią się za 5 mld lat 14

SŁOŃCE ŹRÓDŁO ŻYCIA Zaczerpnięto z 2.wpapi.wp.pl/a, ,f, c1b0723fdb4e6a106c046ec99.jpg&imgr efurl= swiata,galeria. 15

Zaczerpnięto z: bilgoraj.pl/domek/original_files/001.jpg Zaczerpnięto z: promienie-sloneczne.na-pulpit.com/zdjecia/niebo-mlecze-aka- promienie-sloneczne.jpeg Promieniowanie słoneczne Użyteczna energia elektryczna Ogniwo fotowoltaiczne 16

Si Krzem 14 1s 2s 2p 3s 3p 622 (28) 22 Cztery elektrony na ostatniej powłoce (powłoce walencyjnej) 30

Si 31

x KRZEM - PÓŁPRZEWODNIK 32

x Si +++ ELEKTRONY DZIURY33

+ W PÓŁPRZEWODNIKU NOŚNIKAMI PRĄDU SĄ ELEKTRONY I DZIURY

E Prąd elektryczny 35

Półprzewodnik typu p Półprzewodnik typu n

P N E ZŁĄCZE P-N 37

N P E OGNIWO SŁONECZNE EMITER ELEKTRODA ZBIERAJĄCA BAZA ELEKTRODA TYLNA OBSZAR ZŁĄCZA N 38

N P E PROMIENIOWANIE SŁONECZNE N WOLTOMIERZ 0.00V Napięcie obwodu otwartego U OC =0,65V WOLTOMIERZ 0.65V 39

N P E PROMIENIOWANIE SŁONECZNE N AMPEROMIERZ 500mA Prąd zwarcia I SC =500mA 40

Struktura krzemowego ogniwa słonecznego Struktura krzemowego ogniwa słonecznego Ag Si 3 N 4 SiO 2 Si-n+ Si-p Si-p+ Ag/Al TEKSTURYZACJA POWIERZCHNI Wielokrotne odbicie wiązki światła poprawia sprawność przetwarzania Źródło: N. Wehkamp, A. Fell, J Bartscha, F. Granek „ Laser Chemical Metal Deposition for Silicon Solar Cell Metallization”,

CHARAKTERYSTYKA PRĄDOWO-NAPIĘCIOWA OGNIWA n+ p 0,00V0,60VI U+U -I (+U)·(-I) = -P Znak „-” oznacza, że przyrząd jest źródłem energii (energii promieniowania słonecznego przetworzonego na użyteczną energię elektryczną) 42

I[A]I[A]I[A]I[A] U[V]U[V]U[V]U[V] I SC ImImImIm U OC UmUmUmUm MOC = I m · U m 43

Zaczerpnięto z: bilgoraj.pl/domek/original_files/001.jpg Zaczerpnięto z: promienie-sloneczne.na-pulpit.com/zdjecia/niebo-mlecze-aka- promienie-sloneczne.jpeg Ogniwo fotowoltaiczne Energia wytwarzana przez ogniwo Energia dostarczana przez słońce 47

SPRAWNOŚĆ PRZETWARZANIA ENERGII 48

SPRAWNOŚĆ PRZETWARZANIA STRUKTUR FOTOWOLTAICZNYCH AMORFICZNEMULTIKRYSTALICZNEMONOKRYSTALICZNE(5÷7)%(11÷14)%(20÷21)% 49

STANOWISKO DO POMIARU CHARAKTERYSTYK I-U OGNIW SŁONECZNYCH INSTYTUT ELEKTRONIKI, POLITECHNIKA ŚLĄSKA ZAKŁAD MIKROELEKTRONIKI I BIOTECHNOLOGII 44

CHARAKTERYSTYKA I-U OGNIWA OŚWIETLONEGO CHARAKTERYSTYKA I-U OGNIWA NIEOŚWIETLONEGO SONDY POMIAROWE MIERZONE OGNIWO SŁONECZNE 45

Nr foto ogniwa I SC [A] U OC [mV] I M [A] U M [mV] P M [W] FF ƞ[%] ,041601,902,767486,361,3460,73513,752 I=f(U) P=f(U) I [A] U [V] U OC =601,9mV I SC =3,041A 46

Elektroda przednia „ażurowa” Elektroda tylna 21

22

OGNIWO SŁONECZNE OGNIWO SŁONECZNE 23

BATERIA SŁONECZNA BATERIA SŁONECZNA 24

PANEL PANEL 25

Zaczerpnięto z: content/uploads/2013/03/panele- fotowoltaiczne.jpg&imgrefurl= fotowoltaiczne-z-chin Elektrownia słoneczna o mocy 2 MW w Bad Radkersburg (Austria) Farma solarna o mocy 53 MW Cotbus (Niemcy) 26

Największym systemem w Europie jest farma słoneczna w Rovigo w północno-wschodnich Włoszech o mocy 72MW 27

Zaczerpnięto z: ŚWIAT EUROPA Powierzchnia, jaką należałoby pokryć aby zaspokoić potrzeby energetyczne świata lub Europy 28

POZIOM NASŁONECZNIENIA OBSZARÓW POLSKI W KWh/m 29 2

W 2012 roku łączna moc zainstalowanych ogniw słonecznych wynosiła 100 GW (wzrost o 41% w stosunku do 2011 roku, 900% od 2007 roku) i zaspokajały one 0,4% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Zaczerpnięto z: 50

TELESKOP HUBLLE`A BATERIE SŁONECZNE ZASILAJĄCE TELESKOP _Hubble%E2%80%99a 51

INSTALACJA FOTOWOLTAICZNA 52

Oświetlenie uliczne zasilane z panelu fotowoltaicznego Panele słoneczne zainstalowane na dachu domu 53

Prognozy bilansu energetycznego świata Zaczerpnieto z : Zaczerpnięto z: ameripol – fotowoltaika „Przyszłość energetyczna” geotermia fototermia fotowoltaika wiatr biomasa hydroenergetyka Energ. jądrowa gaz węgiel Ropa naftowa 2050 rok Roczne zapotrzebowanie na energię [EJ/rok] 2050 rok: oze 50% (PV – 25%) 2100 rok: oze 90% (PV – 70%) 54