Zonnecellen - dikte

PSV4LF

Hallo,

Ik heb een vraag, en hopelijk kunnen jullie het beantwoorden.

Ik bezig met het schrijven van een verslag over zonnecellen, nu heb ik van mijn leraar een opdracht gekregen:

Tegenwoordig heb je thin-film zonnecellen, het voordeel hiervan is dat ze stukken goedkoper zijn om te produceren. maar als je de cellen te dun maakt zal het rendement minder worden.

Nu moet ik onderzoeken wat de grenzen aan de dikte van zonnecellen zijn.

Maar ik weet niet hoe ik dit moet doen, ik weet wel dat het iets te maken heeft met de golflengtes van de zonnestralen.

Maar verder kom ik niet, ik heb me verdiept in zonnecellen, dus ik weet hoe het in zijn werking gaat.

Ik hoop dat iemand het weet ](*,)

Alvast bedankt!

PSV4LF

mcs51mc

Ik weet niet wat je onder "Tegenwoordig" verstaat maar dunne film technology bestaat al meer dan 10 jaar hoor.

Welke dikte moet je juist weten?

De totale dikte of de dikte van elke gesputterde laag?

Hierkan je een schematische doorsnede zien. Totale dikte <1.0mm en de inox grondlaag neemt daar al meer dan de helft van op ](*,)

PSV4LF

Tegenwoordig, omdat thin-film zonnecellen dit jaar pas de oude generatie zonnecellen vervangen (ergens gelezen).

Zonnecellen worden steeds dunner en dunner, nou moet ik onderzoeken hoeveel dunner ze het kunnen krijgen (wel met tzelfde rendement) dit moet ik doen voor elke laag ..

Jan van de Velde

..//.. ik weet wel dat het iets te maken heeft met de golflengtes van de zonnestralen.

bedoel je dat er een verband zou moeten zijn tussen golflengte en minimale dikte?

PSV4LF

bedoel je dat er een verband zou moeten zijn tussen golflengte en minimale dikte?

Dat denk ik ja.

Ik heb het nog eens nagevraagd bij mijn begeleider. Ik moet onderzoeken hoeveel een zonnecel dunner kan, en omdat je bij het dunner maken rendement verliest omdat niet alle golflengtes zullen worden geabsorbeerd, moet ik ook kijken wat er met het rendement gebeurt.

mcs51mc

Volgens mij heeft het ene met het andere niets te maken ](*,)

Dunne film zijn doorgaans 5 tot 50µm dik, mono- & poly kristalijne 150 tot 250µm.

Uit het boek "Thin film solar cells Door Kasturi L. Chopra,Suhit Ranjan Das"

Afbeelding

PSV4LF

Hmm lastig ..

Ik dacht dat het te maken had met de golflengtes ..

Maar is er een andere mogelijkheid om dit te doen .. ](*,)

Thonan

Tegenwoordig heb je thin-film zonnecellen, het voordeel hiervan is dat ze stukken goedkoper zijn om te produceren. maar als je de cellen te dun maakt zal het rendement minder worden.

Bedenk inderdaad dat er twee belangrijke zaken zijn.

- Kostenoverwegingen zouden zeggen dat de cel zo dun mogelijk moet zijn, omdat de totale hoeveelheid grondstof daardoor lager is.

- Fysische redenen beperken het dunner maken van de cellen; immers, zoals je zelf al zei neemt de totale absorptie van energie af als de cel dunner is.

De kunst is eigenlijk om dan andere 'trucs' uit te halen die toch goedkoop zijn maar wel zorgen voor extra rendement. Een voorbeeld hiervan is een reflecterende laag onderaan zodat het 'optische pad' door de absorberende laag groter wordt waardoor de absorptie ook toeneemt.

Realiseer je dat er vele variabelen zijn die de eigenschappen van de verschillende lagen, waaruit een dunne-film zonnecel bestaat, beïnvloeden. Kies je voor een single junction, double of zelfs triple junction cel en wat is dan nog het meest kostenefficient? Typische waarden van de lagen waaruit een single-junction bestaat waar ik ervaring mee heb zijn p-laag: 10 nm, i-laag: 400-800 nm, n-laag: 20 nm. Echter, zoals eerder gezegd, deze variabele is er maar een van de vele.

Jan van de Velde

Verplaatst naar optica

Jan van de Velde

Volgens mij gaan we voorbij aan de vraag.

Nu moet ik onderzoeken wat de grenzen aan de dikte van zonnecellen zijn.

Maar ik weet niet hoe ik dit moet doen, ik weet wel dat het iets te maken heeft met de golflengtes van de zonnestralen.

ik denk dat we moeten lezen:

Een foton vliegt op een pv-film af. De bedoeling is hierbij dat een ladingsdrager wordt losgemaakt, zodat een stroom gaat lopen. Neem een heel dikke laag pv-materiaal, de trefkans zal 100 % zijn. Maar maak de laag dunner en dunner, en de trefkans zal kleiner en kleiner worden. Kennelijk wordt verondersteld dat dat ook nog golflengte-afhankelijk is.

Ik kan me voorstellen dat dat er in grafiek ongeveer zo uit zou zien volgens die veronderstelling:

: trefkans.gif (6.97 KiB) 1901 keer bekeken

@PSV4LF:

Is dit een correcte interpreatie van je vraag? enneh, misschien ook niet onbelangrijk, op welk schoolniveau werk je?

@anderen: is er wel zo'n verband, en zo ja, hoe ziet dat er uit?

PSV4LF

Ik ben net gezakt voor m'n 5HAVO diploma

en omdat ik niet een jaar over wou doen ben ik naar de VAVO gegaan om daar mijn PWS over te doen om zo een compensatie te halen en te slagen ..

Maar ik DENK dat ik het weet. een thin-film zonnecel bestaat uit 6 lagen:

De eerste laag is wit, deze vangt licht op met een golflengte van 750 tot 1000 nm. Laag twee is blauw, deze vangt licht op met een golflengte van 200 tot 350 nm. De derde laag is groen, en vangt licht op met een golflengte van 450 tot 750 nm. Laag vier is rood gekleurd, deze laag vangt licht op met een golflengte van 600 tot 950 nm. Laag vijf is zwart gekleurd, deze vangt licht op met een golflengte van 525 tot 625 nm.

en als je naar de stralen van de zon kijkt, dan zie je dat de zon erg veel straling heeft met een golflengte van 500 tot 750 nm.

zon: http://www.zonnepanelen-info.nl/zonnepanelen/zonlicht/

dan kun je concluderen dat de 2e laag (blauw) dus helemaal niet efficient is. dus kan je deze eigenlijk gewoon weghalen? dit zal ervoor zorgen dat de productie goedkoper wordt, en het rendement zal eigenlijk evenveel blijven.

klopt het?

](*,)

mcs51mc

PSV4LF schreef:De eerste laag is wit, deze vangt licht op met een golflengte van 750 tot 1000 nm. Laag twee is blauw, deze vangt licht op met een golflengte van 200 tot 350 nm. De derde laag is groen, en vangt licht op met een golflengte van 450 tot 750 nm. Laag vier is rood gekleurd, deze laag vangt licht op met een golflengte van 600 tot 950 nm. Laag vijf is zwart gekleurd, deze vangt licht op met een golflengte van 525 tot 625 nm.

... ...

dan kun je concluderen dat de 2e laag (blauw) dus helemaal niet efficient is. dus kan je deze eigenlijk gewoon weghalen?

Heb je de link in mijn eerste post goed bekeken?

Er is geen "witte" laag wel een transparante film, ik veronderstel ter bescherming van de andere lagen.

Ik denk niet dat ze die "blauwe" laag daar voor de fun insteken hoor. Mocht ze inderdaad van ondergeschikt belang zijn, dan zou ze d' er al lang uitgehaald zijn.

Lang geleden claimde Uni-Solar dat hun dunne film technologie meer rendement had over een volledig jaar dan klassieke mono- en poly kristalijne cellen omdat ze door hun drie lagen ook bij minder zonnige dagen en 's morgens vroeg en s' avonds laat meer opbrengst hadden.

Op die Uni-Solar link staan er twee links naar pdf bestanden, heb je die bekeken?

Daar tonen ze het voordeel van de drie lagen, dus blauw niet efficient??? Nee hoor!!

Een foton vliegt op een pv-film af. De bedoeling is hierbij dat een ladingsdrager wordt losgemaakt, zodat een stroom gaat lopen. Neem een heel dikke laag pv-materiaal, de trefkans zal 100 % zijn. Maar maak de laag dunner en dunner, en de trefkans zal kleiner en kleiner worden. Kennelijk wordt verondersteld dat dat ook nog golflengte-afhankelijk is.

Wat heeft de dikte van de film met de trefkans te maken??

Lengte & breedte ja, maar dikte??

Een zonnecel van 125*125mm (standaard maat voor mono- en poly cellen) heeft toch evenveel trefkans dat ze nu 125µm dik is of 500µm?

PSV4LF

Hm, dan weet ik het ook niet meer.. ik doe gewoon wat ik hierboven had staan, ookal is het fout. ik heb me goed verdiept in een zonnecel, heb mn best gedaan. maarja als we er met z'n 5en niet uitkomen dan kom ik er ook niet uit met mijn HAVO diploma

](*,)

Toch bedankt voor alle hulp!

edit: ik heb die pdf'jes niet gezien, ik kijk daar ook wel ff naar.

PSV4LF

Heb Uni-Solar even een mailtje gestuurd, kijken of ze me kunnen helpen.

PSV4LF

Hey,

Ik heb jammer genoeg geen antwoord gekregen van Uni-Solar. Maar ik ben best goed opweg, alleen kom ik nu 2 vragen tegen die ik niet kan beantwoorden.

1. Een zonnecel bestaat uit halfgeleiders, elke halfgeleider neemt een andere golflengte op (foton), maar hoe komt het dat verschillende halfgeleiders, fotonen opnemen met verschillende energie?

Ik denk dat het ligt aan de Band-Gap van de halfgeleider, maar dat weet ik niet zeker ..

2. Als een halfgeleider fotonen absorbeert van bijvoorbeeld 1,84 eV, en er komt een foton met 2,00 eV erop, dan wordt er 2,00-1,84 = 0,16 eV omgezet in warmte toch? maar waarom wordt dit omgezet in warmte?

hoop op een snelle antwoord!

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Zonnecellen - dikte

Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte

Re: Zonnecellen - dikte