Rodzaje i budowa modułów fotowoltaicznych. Podstawowe informacje.

Moduł fotowoltaiczny (inaczej panel fotowoltaiczny) jest urządzeniem przekształcającym energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną (na prąd stały DC). Zbudowany jest z ogniw, które łączą się ze sobą szeregowo. Każde ogniwo jest stosowanie zabezpieczone i znajduje się w obudowie. Wyróżniamy ogniwa z krzemu krystalicznego z ramką aluminiową oraz ogniwa krzemowe cienkowarstwowe (często bez ramki).

Moduł z ogniwami z krzemu krystalicznego składa się z następujących warstw: rama, folia PET, połączone ze sobą ogniwa, folia EVA, hartowana szyba i puszka przyłączeniowa. Moduł cienkowarstwowy składa się z tylnej szyby, folii ochronnej PVB, cienkowarstwowych ogniw, przedniej szyby i puszki przyłączeniowej.

Jeśli chodzi o ogniwa z krzemu, przyjmują one postać 0,2-milimetrowych wafli i wytwarza się je albo z monokrystalicznego albo polikrystalicznego krzemu. Wyróżniamy również ogniwa quasi monokrystaliczne (hybrydowe), których centrum zbudowane jest z monokryształów, a obrzeża z polikryształów . Te ogniwa określa się mianem I generacji. Nowszym (i nowocześniejszym) rozwiązaniem są natomiast moduły z ogniw II generacji, czyli wspomnianych ogniw cienkowarstwowych. Tutaj rolę materiału półprzewodnikowego (tak jak krzem w ogniwach krzemowych) spełnia np. tellurek kadmu (CdTe) albo roztwór stały CIGS, czyli mieszanina miedzi, indu, galu i selenu . Może być to też krzem, z tym, że amorficzny. Półprzewodnik w tych ogniwach występuje w postaci cienkiej warstwy (od 1 do 3 mm) i stąd też wzięła się ich nazwa.

Jaka jest przewaga ogniw cienkowarstwowych nad ogniwami krzemowymi? Mniej używanego półprzewodnika to niższe koszty produkcji. Poza tym takie ogniwa są przyjaźniejsze dla środowiska naturalnego. Należy jednak pamiętać, że mają niższą sprawność niż moduły z ogniw krzemowych

Oprócz wyżej opisanych, wyróżniamy jeszcze ogniwa III generacji. Od pozostałych różnią się tym, że nie występuje w nich tradycyjne złącze P-N. Są jeszcze bardziej zaawansowane technologicznie niż ogniwa cienkowarstwowe. Niech zaświadczy o tym choćby to, że do produkcja ogniw II generacji nie obejdzie się bez złącza P-N. Ogniwa III generacji są jeszcze tańsze, a do tego prostsze w produkcji. Ogniwa III generacji można wytwarzać według wielu różnych technologii. Najczęściej jednak wykorzystuje się ogniwa DSSC i ogniwa organiczne z wykorzystaniem polimerów. Niestety, ogniwa te nie są pozbawione wad. Ich żywotność jest krótka, a sprawność – niska.

Dodaj komentarz