SOUČASNÉ TRENDY VE FOTOVOLTAICE

Transkript

1 SOUČASNÉ TRENDY VE FOTOVOLTAICE Elektronika, mikroelektronika a inovace 2013 Ondřej Frantík

2 Obsah Představení společnosti SOLARTEC Standartní struktura solárního článku Modifikace technologického postupu SČ N-typový solární článek Speciální druhy solárních článků BIPV Super lehké panely Diagnostika defektů na modulech Závěr Poděkování 2

3 Klíčové aktivity STC VaV Výroba SČ/modulů Diagnostická laboratoř FVP Prodej Návrh FVS Instalace a údržba FVS 3

4 Průmyslový areál TESLA Společnost SOLARTEC se nachází v průmyslovém areálu v Rožnově pod Radhoštěm 4

5 Materiály pro fotovoltaiku Krystalický křemík Monokrystalický Multikrystalický Alternativní přístupy Polymerní materiály Barvocitlivé články Fulereny Tenkovrstvé struktury Amorfní křemík Mikrokrystalický křemík Amorfní Ge, SiGe GaAs, InP CdTe/CdS CuInSe - CIS Zdroj: 5

6 Standardní struktura c-sč n + vrstva Přední kontakt Ag SiN x Al-BSF p-typový Si Eutektikum AlSi Zadní kontakt Al 6

7 Standardní struktura c-sč Změna rozměrů a tlouš tky substrátů μm 160 μm 140 μm Změna technologie vytváření textury Změna technologie vytváření ARC Optimalizace sítotiskových kontaktů 7

8 Standardní struktura SČ Změna technologie vytváření textury alkalická/kyselá/laser Změna technologie vytváření ARC LPCVD/PECVD/ALD/naprašování/termická oxidace Optimalizace kontaktů sítotisk/naprašování Cu kontakty 8

9 Standardní struktura Identifikace a korekce defektních článků, použitím LASERu pro izolaci a opravu lokálních defektů 9

10 N-typový solární článek Nový koncept nahrazující původní p-typový SČ Zdroje: Schmidt, J., Bothe, K., Bock, R., Schmiga, C., Krain, R., & Brendel, R. N-Type Silicon - The Better Material Choice for Industrial High-Solar Cells? In Proceedings of 22nd EU PVSEC, Milano (Itálie): WIP Renewable Energies, 2007, p ISBN: Lim, B., & Schmidt, J. Boron-Oxygen-Related Recombination Centers in Compensated N-Type Czochralski-Grown Silicon. npv workshop. Konstanz (Německo): 2011, 10

11 Speciální solární články Solární články se selektivním emitorem Barevné solární články Bifaciální solární články MWT solární články IBC solární články Koncentrátorové solární články 11

12 SČ se selektivním emitorem pasivace povrchu (n - ) + nízký kontaktní odpor (n + ) 12

13 Barevné solární články závislost vnímání barvy SČ na tloušťce ARC nm Tloušťka vrstvy Si 3 N 4 / SiN x 13

14 Bifaciální SČ Oboustranně osvětlitelný SČ Dáno strukturou článku a kontaktů 14

15 Osvit (kw/m 2 ) Proč bifaciální SČ? Čas (h) 15

16 Proč bifaciální SČ? Zdroj: Nordmann Thomas: 15 years of experience in construction and operation of two bifacial photovoltaic systems on Swiss roads and railways. 1st bifi pv workshop Konstanz

17 MWT solární články Metal Wrap Through Kontaktování je pouze ze zadní strany Plocha kontaktů na aktivní straně je nižší než u standardu (o 50 %) přední kontakt Zdroj: renewableenergyfocus.com ARC n + vrstva zadní kontakt + p-typový Si MWT zadní kontakt - 17

18 IBC solární články Interdigitated Back Contact Aktivní plocha není zastíněna kontakty p ++ vrstva n ++ vrstva Zdroj: ARC n + vrstva p-typový Si Pasivační vrstva zadní kontakt + zadní kontakt - 18

19 Koncentrátorové články SČ pro vysokou intenzitu záření, získanou pomocí čoček Koncentrační rozsah: vyšší jak 30 sluncí Na ústupu: vysoká cena čoček, nízká cena křemíku 19

20 BIPV Building Integrated PhotoVoltaics SČ jako funkční stavební prvek zdroj el. energie přívodní kabeláž sklo solární článek distanční sloupky inertní atmosféra 20

21 BIPV - výhody výroba el. energie akustická a tepelná izolace přirozené osvětlení IR a UV filtr inovativní design (estetický vjem je nastaven dle barvy, tvaru, rozmístění) 21

22 Super lehké solární panely Epoxid na bázi plyskiřice Síť propojených SČ Nosný substrát 22

23 Zátěžové testování panelů Testování v závodě solárních kol The Sun Trip 2013 na kolech teamu Czech Solar Team p-typový Si 23

24 Diagnostika defektů na modulech Zkoušky dle normy ČSN EN 61215:

25 Diagnostika defektů na modulech 25

26 Závěr Byl představeny možnosti a výsledky výzkumu a vývoje v oblasti solárních článků a panelů. Byly nastíněny i možnosti praktického využití výsledků. 26

27 Poděkování Ministerstvo obchodu a průmyslu ČR projekty MPO FR-TI1/619, FR-TI1/305, FR-TI1/168, FR-TI1/603, FR-TI1/599 Evropská komise projekty FP7-SME-201, FP7-PEOPLE-ITN-2008, FP7-SME-2011-BSG 27

28 Děkuji za pozornost 28

29 SOLARTEC s.r.o. Oddělení výzkumu a vývoje Televizní Rožnov pod Radhoštěm Česká republika Tel: Fax: ondrej.frantik@solartec.cz