SOUČASNÉ TRENDY VE FOTOVOLTAICE Elektronika, mikroelektronika a inovace 2013
Ondřej Frantík
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
Klíčové aktivity STC Výroba SČ/modulů VaV Prodej Diagnostická laboratoř FVP Návrh FVS Instalace a údržba FVS 3
Průmyslový areál TESLA
Společnost SOLARTEC se nachází v průmyslovém areálu v Rožnově pod Radhoštěm
4
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: www.stabenictvi3000.cz
5
Standardní struktura c-SČ Přední kontakt Ag n+ vrstva SiNx Al-BSF
p-typový Si
Eutektikum AlSi
Zadní kontakt Al 6
Standardní struktura c-SČ Změna rozměrů a tlouš´tky substrátů • 4” → 5” → 6”
• 200 μm → 160 μm → 140 μm
Změna technologie vytváření textury
Změna technologie vytváření ARC
Optimalizace sítotiskových kontaktů 7
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
Standardní struktura Identifikace a korekce defektních článků, použitím LASERu pro izolaci a opravu lokálních defektů
9
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. 998 – 1001. ISBN: 3-936338-22-1. Lim, B., & Schmidt, J. Boron-Oxygen-Related Recombination Centers in Compensated N-Type Czochralski-Grown Silicon. nPV workshop. Konstanz (Německo): 2011,
10
Speciální solární články Solární články se selektivním emitorem Barevné solární články Bifaciální solární články MWT solární články IBC solární články Koncentrátorové solární články 11
SČ se selektivním emitorem pasivace povrchu (n-) + nízký kontaktní odpor (n+)
12
Barevné solární články závislost vnímání barvy SČ na tloušťce ARC
50
100
150
190 nm
Tloušťka vrstvy Si3N4 / SiNx
13
Bifaciální SČ Oboustranně osvětlitelný SČ Dáno strukturou článku a kontaktů
14
Osvit (kW/m2)
Proč bifaciální SČ?
Čas (h)
15
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 2012
16
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
zadní kontakt +
Zdroj: renewableenergyfocus.com
ARC n+ vrstva
p-typový Si
MWT zadní kontakt -
17
IBC solární články Interdigitated Back Contact Aktivní plocha není zastíněna kontakty
Zdroj: www.ecnmag.com
ARC n+ vrstva p++ vrstva n++ vrstva
p-typový Si Pasivační vrstva
zadní kontakt +
zadní kontakt 18
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
BIPV Building Integrated PhotoVoltaics SČ jako funkční stavební prvek zdroj el. energie přívodní kabeláž
sklo solární článek
distanční sloupky
inertní atmosféra 20
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
Super lehké solární panely
Epoxid na bázi plyskiřice
Síť propojených SČ
Nosný substrát
22
Zátěžové testování panelů Testování v závodě solárních kol The Sun Trip 2013 na
kolech teamu Czech Solar Team
p-typový Si
23
Diagnostika defektů na modulech
Zkoušky dle normy ČSN EN 61215:2005 24
Diagnostika defektů na modulech
25
Závěr Byl představeny možnosti a výsledky výzkumu a vývoje v oblasti solárních článků a panelů.
Byly nastíněny i možnosti praktického využití výsledků.
26
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
Děkuji za pozornost
28
SOLARTEC s.r.o. Oddělení výzkumu a vývoje Televizní 2618 756 61 Rožnov pod Radhoštěm Česká republika Tel: + 420 575 750 072 Fax: + 420 575 750 018
[email protected]
www.solartec.cz
