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Das zunehmende Interesse an dieser Technologie treibt Forschungslabore dazu, die optimalen Techniken für die genaue Charakterisierung optoelektronischer Eigenschaften dieser Materialien zu finden. Tandem-Solarzellen haben einen deutlich höheren Energieumwandlungswirkungsgrad als heutige hochmoderne Solarzellen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über Alternativen zum beliebten Perowskit-Silizium-Tandemsystem und hebt vier Zellkombinationen hervor, darunter die Halbleiter CdTe und CIGS. Themen, die diese Diskussion leiten, sind Effizienz, Langzeitstabilität, Herstellbarkeit und Skalierbarkeit.
- Eine organische Tandem-Solarzelle mit 20,2 % Wirkungsgrad wird durch Verwendung der durch Elektronenstrahlverdampfung hergestellten Verbindungsschicht erreicht.
- Kraftwerke im Versorgungsmaßstab haben eine Stromerzeugungskapazität von mindestens 1.000 Kilowatt und kleine Systeme haben eine Erzeugungskapazität von weniger als 1.000 Kilowatt.
- Die Simulation liefert als Ergebnis die Temperaturprofile innerhalb des Geräts sowie den zeitlichen Verlauf der Lade-/Entladezyklen bei Verwendung von PCMs.
- Auch bei solchen Dünnschichttechnologien sind starke jahreszeitliche Schwankungen zu beobachten, da der Einfluss des Sonnenspektrums viel größer ist.
- Während CZTS und Zn3P2 aus diesen Gründen vielversprechend sind, sind die spezifischen Umweltauswirkungen ihrer kommerziellen Produktion noch nicht bekannt.
- Dadurch verringert sich der Innenwiderstand der Solarzelle und sie arbeitet effizienter.
Polythiophene mit beispielloser photovoltaischer Leistung werden für organische Solarzellen entwickelt. Es wurde eine herausragende Effizienz von 17,2 % erreicht, was den neuen Effizienzrekord darstellt und einen großen Durchbruch für Polythiophen-basierte OSCs darstellt. Diese Arbeit profitiert von der intrinsischen strukturellen Einfachheit und synthetischen Zugänglichkeit von Polythiophenen und hat einen vielversprechenden Weg eröffnet, um leistungsstarke OSCs aus kostengünstigen Materialien zu erzielen. Die Effizienz, mit der PV-Zellen Sonnenlicht in Elektrizität umwandeln, variiert je nach Art des Halbleitermaterials und der PV-Zellentechnologie.
Herstellung Von PV-Systemen
Module sind so konzipiert, dass sie Strom mit einer bestimmten Spannung liefern, beispielsweise einem üblichen 12-Volt-System. Jüngste Entwicklungen bei organischen Photovoltaikzellen haben seit ihrer Einführung in den 1980er Jahren erhebliche Fortschritte bei der Leistungsumwandlungseffizienz von 3 % auf über 15 % gemacht. Bis heute reicht der höchste gemeldete Leistungsumwandlungswirkungsgrad von 6,7 % bis 8,94 % für kleine Moleküle, 8,4 % bis 10,6 % für Polymer-OPVs und 7 % bis 21 % für Perowskit-OPVs. Jüngste Verbesserungen haben die Effizienz erhöht und die Kosten gesenkt, während sie umweltfreundlich und erneuerbar bleiben.
D Europäisches Symposium Für Computer Aided Process Engineering
Dies beschränkt TPV derzeit auf Nischenrollen wie die Stromversorgung von Raumfahrzeugen und die Sammlung von Abwärme aus größeren Systemen wie Dampfturbinen. Obwohl viele Arten von PV-Systemen bekanntermaßen effektiv sind, machte kristalline Silizium-PV im Jahr 2013 etwa 90 % der weltweiten PV-Produktion aus. Zunächst wird Polysilizium aus abgebautem Quarz so lange verarbeitet, bis es sehr rein ist (Halbleiterqualität). Dies wird eingeschmolzen, wenn kleine Mengen Bor, ein Element der Gruppe III, hinzugefügt werden, um einen elektronenlochreichen Halbleiter vom p-Typ zu machen.
Der EPBT beschreibt die Zeitspanne, die eine PV-Anlage für den Betrieb benötigt, um die gleiche Energiemenge zu erzeugen, die für ihre Herstellung aufgewendet wurde. Diese in Jahren angegebene Energieamortisation wird auch als Break-Even-Energy-Payback-Time bezeichnet. Der EPBT hängt stark vom Standort der PV-Anlage ab (z. B. verfügbare Sonneneinstrahlung und Effizienz des Stromnetzes) und von der Art der Anlage, d.
Eine neuere Anwendung für Silizium-Photovoltaikzellen ist die Stromerzeugung, bei der Zellen in Reihe mit einer typischen Ausgangsleistung von jeweils 0,25 V verwendet werden und genügend Strom erzeugen, um zum Aufladen von Batterien verwendet zu werden. Serien-Parallel-Einheiten können verwendet werden, um in Bereichen, in denen Photovoltaik Rechner keine andere Versorgungsquelle möglich ist, DV auf einem höheren Niveau zu liefern, das in AC 220 V umgewandelt werden kann. Dieses System kann zur Stromversorgung von entfernten Sensoren wie Wetterstationen verwendet werden und wird häufig in Satellitenstromversorgungen verwendet. Um die Leistung von PV-Zellen zu steigern, werden sie in Ketten miteinander verbunden, um größere Einheiten zu bilden, die als Module oder Paneele bezeichnet werden. Ein oder mehrere Arrays werden dann als Teil einer kompletten PV-Anlage an das Stromnetz angeschlossen. Aufgrund dieser modularen Struktur können PV-Systeme gebaut werden, um nahezu jeden Bedarf an elektrischer Energie zu decken, ob klein oder groß.
