Двосторонній сонячний елемент (Bifacial) - це фотоелектричний сонячний елемент, який може генерувати електричну енергію при освітленні обох своїх поверхонь, спереду або ззаду. Натомість односторонні сонячні елементи виробляють електричну енергію лише тоді, коли фотони потрапляють на їх лицьову сторону. Ефективність двосторонніх сонячних елементів, що визначається як відношення падаючої світлової потужності до генерованої електричної енергії, вимірюється незалежно для передньої та задньої поверхонь під опроміненням потужністю в одне або декілька "сонць" (1 сонце = 1000 Вт / м 2 ). Коефіцієнт двосторонності (%) визначається як відношення коефіцієнтів ефективності спереду та ззаду, за умови однакового опромінення.
Двосторонні сонячні елементи та двосторонні сонячні панелі (що з них складаються), були винайдені та вперше виготовлені для космічного та земного застосування в кінці 1970-х років, і стали основними технологіями сонячних елементів у 2010-х. Передбачається, що двосторонні сонячні панелі, займуть найбільшу частку ринку у виробників фотоелектричних сонячних елементів до 2030 року.
Історія двосторонньої сонячної комірки
Винахід і перші пристрої
Вперше кремнієва сонячна комірка була запатентована у 1946 р. Расселом Олом, який працював в лабораторіях Bell, і вперше була публічно продемонстрована в тому ж дослідницькому закладі Фуллером, Чапіном та Пірсоном у 1954 р .; однак ці перші демонстрації були односторонніми і не були розроблені для активації задньої поверхні. Теоретично, перший тзапропонований двосторонній сонячний елемент згадується в японському патенті від 4 жовтня 1960 р. Хіросі Морі, коли він працював у компанії Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha (англійською мовою, Hayakawa Electric Industry Co. Ltd.), яка пізніше перетворилася на сучасну корпорацію Sharp . Вищезгадана комірка була дво-перехідною структурою PNP з контактними електродами, прикріплених до двох протилежних країв.Тим не менше, перші демонстрації двосторонніх сонячних комірок та панелей були проведені в космічній програмі Радянського Сюозу в Салюте 3 (1974) і Салют 5 (1976) низькоорорбітальних військових космічних станцій . Ці двосторонні сонячні елементи були розроблені та виготовлені у "ВНИИТ" (Всесоюзний науково-дослідний інститут джерел енергії) у Москві, який у 1975 році став російським виробником сонячних елементів KVANT . У 1974 р. ця команда подала патент у США, в якому комірки пропонувались у формі міні-паралелепіпедів максимального розміру 1ммх1ммх1мм, з'єднаних послідовно так, щоб було 100 комірок / см 2 . Як і в сучасних двосторонніх сонячних елементах, вони пропонували використовувати ізотипні переходи рр + впритул до однієї з світлочутливих поверхонь. У Салют 3 - невеликі експериментальні сонячні панелі із загальною поверхнею комірок 24 см 2 продемонстрував збільшення вироблення енергії за один супутниковий оборот завдяки альбедо Землі до 34% порівняно з односторонніми панелями того часу. Під час польоту космічної станції "Салют-5" було зафіксовано 17-45% приросту завдяки використанню двосторонніх панелей (0,48 м 2 - 40 Вт). Одночасно з цим Російським дослідженням, з іншого боку Залізної завіси, Лабораторія напівпровідників при Школі телекомунікаційного машинобудування Мадридського технічного університету, очолювана професором Антоніо Луке, самостійно проводить широку дослідницьку програму, спрямовану на розвиток промислового виробницта двосторонніх сонячних елементів. Хоча патент Морі та прототипи космічних кораблів VNIIT-KVANT базувались на крихітних комірках без поверхневої металевої сітки і, отже, були складно взаємопов’язані, більше в стилі мікроелектронних пристроїв, які були на той час, Луке подасть два Іспанські патенти в 1976 і 1977 і один у США в 1977, які були попередниками сучасних двосторонніх сонячних елементів. Патенти Луке першими запропонували двосторонні сонячні елементи з однією коміркою на кремнієву пластину, як це було у випадку з односторонніми комірками, з металевими сітками на обох поверхнях.
У 1979 році Лабораторія напівпровідників стала Інститутом сонячної енергії (IES-UPM), який, продовжував інтенсивні дослідження двосторонніх сонячних елементів аж до першого десятиліття 21 століття, з чудовими результатами. Наприклад, у 1994 р. двоє бразильських аспірантів в Інституті сонячної енергії Адріано Моелеке та Ізете Занеско разом з Луке розробили та виготовили двосторонній сонячний елемент, що генерував 18,1% спереду та 19,1% ззаду; рекордна двосторонність 103% (на той момент ефективність рекорду для односторонніх комірок була трохи нижче 22%).
Прогрес до масового виробництва
На зламі тисячоліть, шлях до промислового виробництва комірок та двосторонніх сонячних панелей почав знову прокидатися. У 2000 році японський виробник Hitachi опублікував результати своїх досліджень двосторонніх сонячних панелей з іншою транзиторною n + pn + коміркою з ефективністю 21,3% спереду та 19,8% ззаду. До 2003 року Hitachi розробила технологію модулів, яка була ліцензована в 2006 році американською компанією Prism Solar [ 18 січня 2021 у Wayback Machine.] . У 2004 році команда на чолі з проф. Ендрю Блейкерс з Австралійського національного університету опублікувала свої перші результати щодо так званої технології Sliver BSC. Пізніше технологія була передана Origin Energy, яка планувала масштабне виробництво для австралійського ринку у 2008 році, яке так і не відбулося, через ціновий тиск з боку Китайської промисловості. У 2012 році Sanyo (пізніше придбана Panasonic ) успішно запускає промислове виробництво двосторонніх фотомодулів на основі своєї технології HIT ( гетероперехід з внутрішнім тонким шаром ). До 2010 р. ECN оприлюднює результати своїх досліджень двосторонніх сонячних панелей на основі класичного на той час B + p + nn + Back Surface Field. Ця технологія, отримала назву n-PASHA, була передана провідному Китайському виробнику сонячних панелей Yingli у 2012 року, який почав їх комерційне виробництво під торговою маркою Panda. На той час Інглі був першим виробником сонячних панелей, який займав 10% світових поставок, і цю передачу технологій за допомогою ECN, можна вважати важливою віхою в остаточному становленні двосторонніх сонячних панелей, коли технологію підхопили потужні Китайські виробники, які були відповідальні за різке зниження цін на сонячні панелі з початку 2010-х років.
До 2020 року в довіднику сонячних компаній ENF вказано 184 виробника двосторонніх сонячних панелей [ 21 січня 2021 у Wayback Machine.], і згідно з Міжнародною технологічною дорожньою картою для фотоелектрики [ 25 лютого 2021 у Wayback Machine.] вони займали 20% частки загального ринку сонячних панелей, і прогнозується, що ця частка зросте до 70 % у 2030 року. Оглядаючись назад на історію розвитку двосторонніх сонячних елементів, стає очевидним, що індустріалізація односторонніх сонячних панелей та розвиток на швидкозростаючого ринку був необхідною умовою, щоб двосторонні сонячні панелі стати наступним кроком у технологічному прогресі сонячних панелей.
Для збільшення максимальної ефективності двосторонніх сонячних панелей, в реальних умовах, необхідно дотримуватись певних правил встановлення.
Сучасні двосторонні сонячні комірки
Кілька поглиблених оглядів двосторонніх сонячних комірок та їх технологічних елементів висвітлюють сучасний стан техніки. Вони підсумовують найпоширеніші конструкції, які зараз продаються, і надають огляд їх технологічних аспектів.
Типи двосторонніх сонячних панелей на ринку
На даний момент на ринку фотоелектричних батарей доступні різні двосторонні сонячні панелі з різною архітектурою для своїх комірок. .
PERT
- Ефективність: 19,5–22% (спереду), 17–19% (ззаду)
- Двосторонність: 80-90 %%
- Переважно dbujnjdkz'nmcz (напр Yingli, Trina, LG ) на пластині c-Si n-типу через довший термін служби носія, ніж p-тип, та відсутність бору в матеріалі, дозволяє уникати деградації, спричиненої світлом (LID).
PERL
- ККД: 19,8% (спереду)
- Двосторонність: 80-90%
- В основному на основі пластини c-Si типу p
- Бор місцево дифузується в зони контакту з тильної сторони
PERC
- Ефективність: 19,4–21,2% (спереду), 16,7–18,1% (ззаду)
- Двосторонність: 70-80%
- Переважно виготовляється (напр JA Solar, LONGi, Trina ), наприклад, на пластині c-Si типу p
IBC
- Ефективність: 23,2%
- Двосторонність: 70-80%
- В основному на основі пластини c-Si типу n
- Немає контакту металевої сітки на лицьовій стороні
HIT
- Ефективність: 24,7%
- Двосторонність: 95-100%
- Здебільшого виготовляється (напр Panasonic, Hanergy ) на пластині c-Si типу n
Технологічні аспекти
Кремнієві пластини традиційно використовувались як основа комірок, хоча пропонувались і перевірялись інші матеріали. Товщина основи істотно впливає на матеріальні витрати; більш тонкі пластини означають економію, але в той же час вони ускладнюють обробку та впливають на швидкість виробництва. Крім того, більш тонкі основи можуть підвищити ефективність завдяки зменшенню об'ємної рекомбінації .
У той час як односторонні сонячні панелі потребують лише однієї дифузійної стадії при формуванні свого єдиного pn-з'єднання, двосторонні сонячні комірки вимагають двох pn-з'єднань з різними добавками, що збільшує кількість високотемпературних процесів у виробництві, а отже, і їх вартість. Ко-дифузія - один із варіантів спрощення цього процесу, що полягає у попередньому осадженні та легуванні бору та фосфору з обох боків комірки одночасно. Інший економний варіант виробництва полягає у побудові pn-переходів із застосуванням іонної імплантації замість дифузії.
Як і в односторонніх комірках, фронтальні контакти в комірках двосторонніх панелей в основному виконуються срібним трафаретним друком, який завдяки вмісту срібла стає одним із важливих елементів його витрат та збільшення вартості. Дослідження проводиться з метою заміни срібних контактів на мідні,, TCOS або алюмінієві . Однак найбільш реальним на сьогоднішній день рішенням, по зменшенню витрат на трафаретний друк - це зменшити товщину контактних дротів сонячної панелі.
Параметри ефективності двосторонніх сонячних комірок
Ефективність двосторонніх сонячних комірок зазвичай визначається за допомогою незалежних вимірювань ефективності передньої та задньої сторін під однією освітленістю, інтенсивністю в одне "сонце". Іноді, також двосторонні сонячні панелі характеризується з використанням їх еквівалентної ефективності, визначеної як ефективність односторонньої панелі, здатної надавати ту саму потужність на одиницю площі, як двостороння панель при тих самих умовах випробування. Як варіант, еквівалентна ефективність була визначена як сума коефіцієнтів ефективності спереду та ззаду, виміряних відносною величиною опромінення з обох сторін.
Іншим пов'язаним параметром є фактор двосторонності, який визначається як співвідношення коефіцієнтів ефективності спереду та ззаду при освітленні та вимірюванні незалежно.
Також специфічним для двосторонніх сонячних панелей є коефіцієнт розділення, який має намір виміряти ефект двобічного освітлення, передбачений Макінтошем та ін. в 1997 році, за допомогою якого електрична потужність двосторонньої сонячної панелі, що працює при двобічному освітленні, не обов'язково дорівнювала б сумі генерації спереду та ззаду, тобто це не просто лінійна комбінація оносторонніх характеристик:
Зазвичай X представляє один із характеристичних параметрів панелі, такий як струм короткого замикання J sc, пікова потужність P max або ефективність η. Крім того, для характеристики роботи двосторонньої сонячної панелі, при одночасному передньому та задньому опроміненні, коефіцієнт посилення опромінення, g, визначається як:
так що
і двосторонню ефективність 1.x можна визначити як ефективність, отриману при одночасному опроміненні певною величиною як лицьової стороніи та x-кратною величиною на тильній стороні. Тоді фактичний коефіцієнт посилення двосторонность по відношенню до односторонніх може бути виражений за допомогою коефіцієнта посилення, який є добутком коефіцієнта посилення опромінення g та двосторонньої ефективності 1.x.
Список літератури
[[Категорія:Фотовольтаїка]] [[Категорія:Напівпровідникова техніка]]
- Chapin, D.M.; Fuller, C.S.; Pearson, G.L. (1954). . Applied Physics. 25 (5): 676—677. Bibcode:1954JAP....25..676C. doi:10.1063/1.1721711. Архів оригіналу за 8 березня 2021. Процитовано 24 лютого 2021.
- Bordina, N.M.; Golovner, T.M.; Zadde, V.V.; Zaitseva, K.N.; Landsman, A.P.; Streltsova, V.I. (1975). Operation of a thin silicon photoconverter under illumination on both sides. Applied Solar Energy. 11 (5–6): 81—86. Bibcode:1975ApSE...11...81B.
- Grigorieva, G,M.; Kagan, M.B.; Zviagina, K.N.; Kulicauscas, V.; Kreinin, L.; Bordina, N.; Eisenberg, N. (1-5 September 2008). Future of Bifacial Si Solar Cells for Space Application. 23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference, Valencia, Spain.
- Letin, V.A.; Kagan, M.B.; Nadorov, V.P.; Zayavlin, V.R. (2003). Bifacial Solar Arrays of Russian Space Crafts. Geliotekhnika. 1.
- Luque, A.; Ruiz, J.M.; Cuevas, A.; Eguren, J.; Gómez-Agost, J.M. (1977). Double-sided solar cells to improve static concentration. Proceedings of the 1st. European Conference on Photovoltaic Solar Energy: 269—277.
- Moehlecke, A.; Zanesco, I.; Luque, A. (1994). . Records of the 1st World Conference on Photovoltaic Enetrgy Conversion, Hawaii. 2: 1663—1666. doi:10.1109/WCPEC.1994.520538. ISBN . Архів оригіналу за 23 червня 2018. Процитовано 24 лютого 2021.
- Ohtsuka, H.; Sakamoto, M.; Tsutsui, K.; Yazawa, Y. (2000). Bifacial silicon solar cells with 21.3% front efficiency and 19.8% rear efficiency. Progress in Photovoltaics. 8 (4): 385—390. doi:10.1002/1099-159X(200007/08)8:4<385::AID-PIP340>3.0.CO;2-B.
- Uematsu, T.; Tsutsui, K.; Yazawa, Y.; Warabisako, T.; Araki, I.; Eguchi, Y.; Joge, T. (2003). Development of bifacial PV cells for new applications of flat-plate modules. Solar Energy Materials and Solar Cells. 75 (3–4): 557—566. doi:10.1016/S0927-0248(02)00197-6.
- Blakers, A.W.; Stocks, M.J.; Weber, K.J.; Everett, V.; Babaei, J.; Verlinden, P.; Kerr, M.; Stuckings, M.; Mackey, P. (2003). Sliver Solar Cells. 13th NREL Workshop on Crystalline Si Materials and Processing, Vail.
- Weber, K.J.; Blakers, A.W.; Stocks, M.J.; Babaei, J.H.; Everett, V.A.; Neuendorf, A,J.; Verlinden, P. (2004). . Electron Device Letters. 25 (1): 37—39. Bibcode:2004IEDL...25...37W. doi:10.1109/LED.2003.821600. Архів оригіналу за 28 жовтня 2020. Процитовано 24 лютого 2021.
- Vorath, Sophia. . Renew Economy. Архів оригіналу за 28 жовтня 2020. Процитовано 25 жовтня 2020.
- Mishima, Takahiro; Taguchi, Mikio; Sakata, Hitoshi; Marujama, Eiji (2011). . Solar Energy Materials and Solar Cells. 95 (1): 18—21. doi:10.1016/j.solmat.2010.04.030. Архів оригіналу за 31 жовтня 2020. Процитовано 24 лютого 2021.
- . Panasonic. Архів оригіналу за 28 жовтня 2020. Процитовано 25 жовтня 2020.
- Burgers, A.R.; Naber, R.C.G.; Carr, A.J.; Barton, P.C.; Geerligs, L.J.; Jingfeng, X.; Gaofei, L.; Weipeng, S.; Haijiao, A. (2010). 19% efficient n-type Si solar cells made in pilot production. 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Valencia, Spain: 1106—1109.
- Romijn, I.G.; van Aken, B.; Anker, J.; Burgers, A.R.; Heurtault, B.; Koppes, M.; Kossen, E.; Lamers, M.; Saynova, D.S. (2012). Industrial implementation of efficiency improvements in n-type solar cells and modules. Proceedings of the 22nd International Photovoltaic Science and Engineering Conference, Hangzhou.
- BiFacial – двосторонні сонячні панелі - GreenPowerTalk Blog (укр.). 21 січня 2021. Процитовано 24 лютого 2021.
- Liang, T.S.; Pravettoni, M.; Deline, C.; Stein, J.S.; Kopecek, R.; Singh, J.P. (2019). . Energy & Environmental Science. 143: 1285—1298. Архів оригіналу за 14 липня 2020. Процитовано 24 лютого 2021.
- Gu, Wenbo; Ma, Tao; Ahmed, Salman; Zang, Yijie; Peng, Jinqing (2020). A comprehensive review and outlook of bifacial photovoltaic (bPV) technology. Energy Conversion and Management. 223 (223): 113283. doi:10.1016/j.enconman.2020.113283.
- Guerrero-Lemus, R.; Vega, R.; Kim, T.; Kimm, A.; Shephard, L.E. (2016). . Renewable and Sustainable Energy Reviews. 60 (60): 1533—1549. doi:10.1016/j.rser.2016.03.041. Архів оригіналу за 13 листопада 2020. Процитовано 24 лютого 2021.
- Pan, A.; del Cañizo, C.; Luque, A. (2007). . Proceedings of the Spanish Conference on Electron Devices, Madrid: 234—237. doi:10.1109/SCED.2007.384035. ISBN . Архів оригіналу за 11 жовтня 2021. Процитовано 24 лютого 2021.
- Ohtsuka, H.; Sakamoto, M.; Koyama, M.; Tsutsui, K.; Uematsu, T.; Yazawa, Y. (2001). Characteristics of Bifacial Solar Cells Under Bifacial Illumination with Various Intensity Levels. Progress in Photovoltaics. 9: 1—13. doi:10.1002/pip.336.
- McIntosh, K.R.; Honsberg, C.B.; Wenham, S.R. (1998). The impact of rear illumination on bifacial solar cells with ¯oating junction passivation. Proceedings of the 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Vienna: 1515—1518.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Dvostoronnij sonyachnij element Bifacial ce fotoelektrichnij sonyachnij element yakij mozhe generuvati elektrichnu energiyu pri osvitlenni oboh svoyih poverhon speredu abo zzadu Natomist odnostoronni sonyachni elementi viroblyayut elektrichnu energiyu lishe todi koli fotoni potraplyayut na yih licovu storonu Efektivnist dvostoronnih sonyachnih elementiv sho viznachayetsya yak vidnoshennya padayuchoyi svitlovoyi potuzhnosti do generovanoyi elektrichnoyi energiyi vimiryuyetsya nezalezhno dlya perednoyi ta zadnoyi poverhon pid oprominennyam potuzhnistyu v odne abo dekilka sonc 1 sonce 1000 Vt m 2 Koeficiyent dvostoronnosti viznachayetsya yak vidnoshennya koeficiyentiv efektivnosti speredu ta zzadu za umovi odnakovogo oprominennya Dvostoronni sonyachni elementi ta dvostoronni sonyachni paneli sho z nih skladayutsya buli vinajdeni ta vpershe vigotovleni dlya kosmichnogo ta zemnogo zastosuvannya v kinci 1970 h rokiv i stali osnovnimi tehnologiyami sonyachnih elementiv u 2010 h Peredbachayetsya sho dvostoronni sonyachni paneli zajmut najbilshu chastku rinku u virobnikiv fotoelektrichnih sonyachnih elementiv do 2030 roku Istoriya dvostoronnoyi sonyachnoyi komirkiVinahid i pershi pristroyi Persha storinka patentu Mori 1966 r Na mal 1 p shari 2 2 pokriti z troh storin kremniyem n tipu 1 Elektrodi na oboh krayah z yednuyut oblasti p 4 ta n 3 z elektrichnim kolom Na mal 3 komirki z yednani poslidovno Kreslennya v patenti Luke ES458514A1 1978 roku na dvostoronnyu sonyachnu panel npp a shar tipu n b metalevi sitki c shar p tipu d plastini tipu p Kreslennya v patenti Bordini 1976 roku Milimetrichni paralelipedichni dvofazni sonyachni elementi z yednani poslidovno U kozhnij mini komirci pidlozhka maye r tip Punktirnimi liniyami ye pn perehodi a punktirnimi liniyami izotip pp Diagonalno smugasti liniyi zliva napravo ce metalevi elektrodi a diagonalno smugasti liniyi sprava nalivo zapovnyuvach izolyatora 100 komirok sm 2 Pershi dvostoronni sonyachni elementi na IES UPM kinec 1970 h Yedini dvostoronni komirki iz zadnoyu storonoyu sho vidobrazhayetsya u dzerkalnih stinah Vpershe kremniyeva sonyachna komirka bula zapatentovana u 1946 r Rasselom Olom yakij pracyuvav v laboratoriyah Bell i vpershe bula publichno prodemonstrovana v tomu zh doslidnickomu zakladi Fullerom Chapinom ta Pirsonom u 1954 r odnak ci pershi demonstraciyi buli odnostoronnimi i ne buli rozrobleni dlya aktivaciyi zadnoyi poverhni Teoretichno pershij tzaproponovanij dvostoronnij sonyachnij element zgaduyetsya v yaponskomu patenti vid 4 zhovtnya 1960 r Hirosi Mori koli vin pracyuvav u kompaniyi Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha anglijskoyu movoyu Hayakawa Electric Industry Co Ltd yaka piznishe peretvorilasya na suchasnu korporaciyu Sharp Vishezgadana komirka bula dvo perehidnoyu strukturoyu PNP z kontaktnimi elektrodami prikriplenih do dvoh protilezhnih krayiv Tim ne menshe pershi demonstraciyi dvostoronnih sonyachnih komirok ta panelej buli provedeni v kosmichnij programi Radyanskogo Syuozu v Salyute 3 1974 i Salyut 5 1976 nizkoororbitalnih vijskovih kosmichnih stancij Ci dvostoronni sonyachni elementi buli rozrobleni ta vigotovleni u VNIIT Vsesoyuznij naukovo doslidnij institut dzherel energiyi u Moskvi yakij u 1975 roci stav rosijskim virobnikom sonyachnih elementiv KVANT U 1974 r cya komanda podala patent u SShA v yakomu komirki proponuvalis u formi mini paralelepipediv maksimalnogo rozmiru 1mmh1mmh1mm z yednanih poslidovno tak shob bulo 100 komirok sm 2 Yak i v suchasnih dvostoronnih sonyachnih elementah voni proponuvali vikoristovuvati izotipni perehodi rr vpritul do odniyeyi z svitlochutlivih poverhon U Salyut 3 neveliki eksperimentalni sonyachni paneli iz zagalnoyu poverhneyu komirok 24 sm 2 prodemonstruvav zbilshennya viroblennya energiyi za odin suputnikovij oborot zavdyaki albedo Zemli do 34 porivnyano z odnostoronnimi panelyami togo chasu Pid chas polotu kosmichnoyi stanciyi Salyut 5 bulo zafiksovano 17 45 prirostu zavdyaki vikoristannyu dvostoronnih panelej 0 48 m 2 40 Vt Odnochasno z cim Rosijskim doslidzhennyam z inshogo boku Zaliznoyi zavisi Laboratoriya napivprovidnikiv pri Shkoli telekomunikacijnogo mashinobuduvannya Madridskogo tehnichnogo universitetu ocholyuvana profesorom Antonio Luke samostijno provodit shiroku doslidnicku programu spryamovanu na rozvitok promislovogo virobnicta dvostoronnih sonyachnih elementiv Hocha patent Mori ta prototipi kosmichnih korabliv VNIIT KVANT bazuvalis na krihitnih komirkah bez poverhnevoyi metalevoyi sitki i otzhe buli skladno vzayemopov yazani bilshe v stili mikroelektronnih pristroyiv yaki buli na toj chas Luke podast dva Ispanski patenti v 1976 i 1977 i odin u SShA v 1977 yaki buli poperednikami suchasnih dvostoronnih sonyachnih elementiv Patenti Luke pershimi zaproponuvali dvostoronni sonyachni elementi z odniyeyu komirkoyu na kremniyevu plastinu yak ce bulo u vipadku z odnostoronnimi komirkami z metalevimi sitkami na oboh poverhnyah U 1979 roci Laboratoriya napivprovidnikiv stala Institutom sonyachnoyi energiyi IES UPM yakij prodovzhuvav intensivni doslidzhennya dvostoronnih sonyachnih elementiv azh do pershogo desyatilittya 21 stolittya z chudovimi rezultatami Napriklad u 1994 r dvoye brazilskih aspirantiv v Instituti sonyachnoyi energiyi Adriano Moeleke ta Izete Zanesko razom z Luke rozrobili ta vigotovili dvostoronnij sonyachnij element sho generuvav 18 1 speredu ta 19 1 zzadu rekordna dvostoronnist 103 na toj moment efektivnist rekordu dlya odnostoronnih komirok bula trohi nizhche 22 Progres do masovogo virobnictva Prognoz svitovogo rinku sonyachnih elementiv vidpovidno do Mizhnarodnoyi tehnologichnoyi dorozhnoyi karti dlya fotoelektriki ITRPV 11 e vidannya kviten 2020 r Na zlami tisyacholit shlyah do promislovogo virobnictva komirok ta dvostoronnih sonyachnih panelej pochav znovu prokidatisya U 2000 roci yaponskij virobnik Hitachi opublikuvav rezultati svoyih doslidzhen dvostoronnih sonyachnih panelej z inshoyu tranzitornoyu n pn komirkoyu z efektivnistyu 21 3 speredu ta 19 8 zzadu Do 2003 roku Hitachi rozrobila tehnologiyu moduliv yaka bula licenzovana v 2006 roci amerikanskoyu kompaniyeyu Prism Solar 18 sichnya 2021 u Wayback Machine U 2004 roci komanda na choli z prof Endryu Blejkers z Avstralijskogo nacionalnogo universitetu opublikuvala svoyi pershi rezultati shodo tak zvanoyi tehnologiyi Sliver BSC Piznishe tehnologiya bula peredana Origin Energy yaka planuvala masshtabne virobnictvo dlya avstralijskogo rinku u 2008 roci yake tak i ne vidbulosya cherez cinovij tisk z boku Kitajskoyi promislovosti U 2012 roci Sanyo piznishe pridbana Panasonic uspishno zapuskaye promislove virobnictvo dvostoronnih fotomoduliv na osnovi svoyeyi tehnologiyi HIT geteroperehid z vnutrishnim tonkim sharom Do 2010 r ECN oprilyudnyuye rezultati svoyih doslidzhen dvostoronnih sonyachnih panelej na osnovi klasichnogo na toj chas B p nn Back Surface Field Cya tehnologiya otrimala nazvu n PASHA bula peredana providnomu Kitajskomu virobniku sonyachnih panelej Yingli u 2012 roku yakij pochav yih komercijne virobnictvo pid torgovoyu markoyu Panda Na toj chas Ingli buv pershim virobnikom sonyachnih panelej yakij zajmav 10 svitovih postavok i cyu peredachu tehnologij za dopomogoyu ECN mozhna vvazhati vazhlivoyu vihoyu v ostatochnomu stanovlenni dvostoronnih sonyachnih panelej koli tehnologiyu pidhopili potuzhni Kitajski virobniki yaki buli vidpovidalni za rizke znizhennya cin na sonyachni paneli z pochatku 2010 h rokiv Do 2020 roku v dovidniku sonyachnih kompanij ENF vkazano 184 virobnika dvostoronnih sonyachnih panelej 21 sichnya 2021 u Wayback Machine i zgidno z Mizhnarodnoyu tehnologichnoyu dorozhnoyu kartoyu dlya fotoelektriki 25 lyutogo 2021 u Wayback Machine voni zajmali 20 chastki zagalnogo rinku sonyachnih panelej i prognozuyetsya sho cya chastka zroste do 70 u 2030 roku Oglyadayuchis nazad na istoriyu rozvitku dvostoronnih sonyachnih elementiv staye ochevidnim sho industrializaciya odnostoronnih sonyachnih panelej ta rozvitok na shvidkozrostayuchogo rinku buv neobhidnoyu umovoyu shob dvostoronni sonyachni paneli stati nastupnim krokom u tehnologichnomu progresi sonyachnih panelej Dlya zbilshennya maksimalnoyi efektivnosti dvostoronnih sonyachnih panelej v realnih umovah neobhidno dotrimuvatis pevnih pravil vstanovlennya Suchasni dvostoronni sonyachni komirkiKilka pogliblenih oglyadiv dvostoronnih sonyachnih komirok ta yih tehnologichnih elementiv visvitlyuyut suchasnij stan tehniki Voni pidsumovuyut najposhirenishi konstrukciyi yaki zaraz prodayutsya i nadayut oglyad yih tehnologichnih aspektiv Tipi dvostoronnih sonyachnih panelej na rinku Na danij moment na rinku fotoelektrichnih batarej dostupni rizni dvostoronni sonyachni paneli z riznoyu arhitekturoyu dlya svoyih komirok PERT Efektivnist 19 5 22 speredu 17 19 zzadu Dvostoronnist 80 90 Perevazhno dbujnjdkz nmcz napr Yingli Trina LG na plastini c Si n tipu cherez dovshij termin sluzhbi nosiya nizh p tip ta vidsutnist boru v materiali dozvolyaye unikati degradaciyi sprichinenoyi svitlom LID PERL KKD 19 8 speredu Dvostoronnist 80 90 V osnovnomu na osnovi plastini c Si tipu p Bor miscevo difuzuyetsya v zoni kontaktu z tilnoyi storoni PERC Efektivnist 19 4 21 2 speredu 16 7 18 1 zzadu Dvostoronnist 70 80 Perevazhno vigotovlyayetsya napr JA Solar LONGi Trina napriklad na plastini c Si tipu p IBC Efektivnist 23 2 Dvostoronnist 70 80 V osnovnomu na osnovi plastini c Si tipu n Nemaye kontaktu metalevoyi sitki na licovij storoni HIT Efektivnist 24 7 Dvostoronnist 95 100 Zdebilshogo vigotovlyayetsya napr Panasonic Hanergy na plastini c Si tipu n Tehnologichni aspekti Kremniyevi plastini tradicijno vikoristovuvalis yak osnova komirok hocha proponuvalis i pereviryalis inshi materiali Tovshina osnovi istotno vplivaye na materialni vitrati bilsh tonki plastini oznachayut ekonomiyu ale v toj zhe chas voni uskladnyuyut obrobku ta vplivayut na shvidkist virobnictva Krim togo bilsh tonki osnovi mozhut pidvishiti efektivnist zavdyaki zmenshennyu ob yemnoyi rekombinaciyi U toj chas yak odnostoronni sonyachni paneli potrebuyut lishe odniyeyi difuzijnoyi stadiyi pri formuvanni svogo yedinogo pn z yednannya dvostoronni sonyachni komirki vimagayut dvoh pn z yednan z riznimi dobavkami sho zbilshuye kilkist visokotemperaturnih procesiv u virobnictvi a otzhe i yih vartist Ko difuziya odin iz variantiv sproshennya cogo procesu sho polyagaye u poperednomu osadzhenni ta leguvanni boru ta fosforu z oboh bokiv komirki odnochasno Inshij ekonomnij variant virobnictva polyagaye u pobudovi pn perehodiv iz zastosuvannyam ionnoyi implantaciyi zamist difuziyi Yak i v odnostoronnih komirkah frontalni kontakti v komirkah dvostoronnih panelej v osnovnomu vikonuyutsya sribnim trafaretnim drukom yakij zavdyaki vmistu sribla staye odnim iz vazhlivih elementiv jogo vitrat ta zbilshennya vartosti Doslidzhennya provoditsya z metoyu zamini sribnih kontaktiv na midni TCOS abo alyuminiyevi Odnak najbilsh realnim na sogodnishnij den rishennyam po zmenshennyu vitrat na trafaretnij druk ce zmenshiti tovshinu kontaktnih drotiv sonyachnoyi paneli Parametri efektivnosti dvostoronnih sonyachnih komirokEfektivnist dvostoronnih sonyachnih komirok zazvichaj viznachayetsya za dopomogoyu nezalezhnih vimiryuvan efektivnosti perednoyi ta zadnoyi storin pid odniyeyu osvitlenistyu intensivnistyu v odne sonce Inodi takozh dvostoronni sonyachni paneli harakterizuyetsya z vikoristannyam yih ekvivalentnoyi efektivnosti viznachenoyi yak efektivnist odnostoronnoyi paneli zdatnoyi nadavati tu samu potuzhnist na odinicyu ploshi yak dvostoronnya panel pri tih samih umovah viprobuvannya Yak variant ekvivalentna efektivnist bula viznachena yak suma koeficiyentiv efektivnosti speredu ta zzadu vimiryanih vidnosnoyu velichinoyu oprominennya z oboh storin Inshim pov yazanim parametrom ye faktor dvostoronnosti yakij viznachayetsya yak spivvidnoshennya koeficiyentiv efektivnosti speredu ta zzadu pri osvitlenni ta vimiryuvanni nezalezhno B i f a c i a l i t y f a c t o r h f r o n t h r e a r 100 displaystyle Bifacialityfactor left frac eta front eta rear right times 100 Takozh specifichnim dlya dvostoronnih sonyachnih panelej ye koeficiyent rozdilennya yakij maye namir vimiryati efekt dvobichnogo osvitlennya peredbachenij Makintoshem ta in v 1997 roci za dopomogoyu yakogo elektrichna potuzhnist dvostoronnoyi sonyachnoyi paneli sho pracyuye pri dvobichnomu osvitlenni ne obov yazkovo dorivnyuvala b sumi generaciyi speredu ta zzadu tobto ce ne prosto linijna kombinaciya onostoronnih harakteristik S e p a r a t i o n r a t e X f r o n t r e a r X f r o n t X r e a r 100 displaystyle Separationrate left frac X front rear X front X rear right times 100 Zazvichaj X predstavlyaye odin iz harakteristichnih parametriv paneli takij yak strum korotkogo zamikannya J sc pikova potuzhnist P max abo efektivnist h Krim togo dlya harakteristiki roboti dvostoronnoyi sonyachnoyi paneli pri odnochasnomu perednomu ta zadnomu oprominenni koeficiyent posilennya oprominennya g viznachayetsya yak g G f G r G f displaystyle g frac G f G r G f tak sho x G r G f g 1 displaystyle x frac G r G f g 1 i dvostoronnyu efektivnist 1 x mozhna viznachiti yak efektivnist otrimanu pri odnochasnomu oprominenni pevnoyu velichinoyu yak licovoyi storonii ta x kratnoyu velichinoyu na tilnij storoni Todi faktichnij koeficiyent posilennya dvostoronnost po vidnoshennyu do odnostoronnih mozhe buti virazhenij za dopomogoyu koeficiyenta posilennya yakij ye dobutkom koeficiyenta posilennya oprominennya g ta dvostoronnoyi efektivnosti 1 x Spisok literaturi Kategoriya Fotovoltayika Kategoriya Napivprovidnikova tehnika Chapin D M Fuller C S Pearson G L 1954 Applied Physics 25 5 676 677 Bibcode 1954JAP 25 676C doi 10 1063 1 1721711 Arhiv originalu za 8 bereznya 2021 Procitovano 24 lyutogo 2021 Bordina N M Golovner T M Zadde V V Zaitseva K N Landsman A P Streltsova V I 1975 Operation of a thin silicon photoconverter under illumination on both sides Applied Solar Energy 11 5 6 81 86 Bibcode 1975ApSE 11 81B Grigorieva G M Kagan M B Zviagina K N Kulicauscas V Kreinin L Bordina N Eisenberg N 1 5 September 2008 Future of Bifacial Si Solar Cells for Space Application 23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference Valencia Spain Letin V A Kagan M B Nadorov V P Zayavlin V R 2003 Bifacial Solar Arrays of Russian Space Crafts Geliotekhnika 1 Luque A Ruiz J M Cuevas A Eguren J Gomez Agost J M 1977 Double sided solar cells to improve static concentration Proceedings of the 1st European Conference on Photovoltaic Solar Energy 269 277 Moehlecke A Zanesco I Luque A 1994 Records of the 1st World Conference on Photovoltaic Enetrgy Conversion Hawaii 2 1663 1666 doi 10 1109 WCPEC 1994 520538 ISBN 0 7803 1460 3 Arhiv originalu za 23 chervnya 2018 Procitovano 24 lyutogo 2021 Ohtsuka H Sakamoto M Tsutsui K Yazawa Y 2000 Bifacial silicon solar cells with 21 3 front efficiency and 19 8 rear efficiency Progress in Photovoltaics 8 4 385 390 doi 10 1002 1099 159X 200007 08 8 4 lt 385 AID PIP340 gt 3 0 CO 2 B Uematsu T Tsutsui K Yazawa Y Warabisako T Araki I Eguchi Y Joge T 2003 Development of bifacial PV cells for new applications of flat plate modules Solar Energy Materials and Solar Cells 75 3 4 557 566 doi 10 1016 S0927 0248 02 00197 6 Blakers A W Stocks M J Weber K J Everett V Babaei J Verlinden P Kerr M Stuckings M Mackey P 2003 Sliver Solar Cells 13th NREL Workshop on Crystalline Si Materials and Processing Vail Weber K J Blakers A W Stocks M J Babaei J H Everett V A Neuendorf A J Verlinden P 2004 Electron Device Letters 25 1 37 39 Bibcode 2004IEDL 25 37W doi 10 1109 LED 2003 821600 Arhiv originalu za 28 zhovtnya 2020 Procitovano 24 lyutogo 2021 Vorath Sophia Renew Economy Arhiv originalu za 28 zhovtnya 2020 Procitovano 25 zhovtnya 2020 Mishima Takahiro Taguchi Mikio Sakata Hitoshi Marujama Eiji 2011 Solar Energy Materials and Solar Cells 95 1 18 21 doi 10 1016 j solmat 2010 04 030 Arhiv originalu za 31 zhovtnya 2020 Procitovano 24 lyutogo 2021 Panasonic Arhiv originalu za 28 zhovtnya 2020 Procitovano 25 zhovtnya 2020 Burgers A R Naber R C G Carr A J Barton P C Geerligs L J Jingfeng X Gaofei L Weipeng S Haijiao A 2010 19 efficient n type Si solar cells made in pilot production 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference Valencia Spain 1106 1109 Romijn I G van Aken B Anker J Burgers A R Heurtault B Koppes M Kossen E Lamers M Saynova D S 2012 Industrial implementation of efficiency improvements in n type solar cells and modules Proceedings of the 22nd International Photovoltaic Science and Engineering Conference Hangzhou BiFacial dvostoronni sonyachni paneli GreenPowerTalk Blog ukr 21 sichnya 2021 Procitovano 24 lyutogo 2021 Liang T S Pravettoni M Deline C Stein J S Kopecek R Singh J P 2019 Energy amp Environmental Science 143 1285 1298 Arhiv originalu za 14 lipnya 2020 Procitovano 24 lyutogo 2021 Gu Wenbo Ma Tao Ahmed Salman Zang Yijie Peng Jinqing 2020 A comprehensive review and outlook of bifacial photovoltaic bPV technology Energy Conversion and Management 223 223 113283 doi 10 1016 j enconman 2020 113283 Guerrero Lemus R Vega R Kim T Kimm A Shephard L E 2016 Renewable and Sustainable Energy Reviews 60 60 1533 1549 doi 10 1016 j rser 2016 03 041 Arhiv originalu za 13 listopada 2020 Procitovano 24 lyutogo 2021 Pan A del Canizo C Luque A 2007 Proceedings of the Spanish Conference on Electron Devices Madrid 234 237 doi 10 1109 SCED 2007 384035 ISBN 978 1 4244 0868 9 Arhiv originalu za 11 zhovtnya 2021 Procitovano 24 lyutogo 2021 Ohtsuka H Sakamoto M Koyama M Tsutsui K Uematsu T Yazawa Y 2001 Characteristics of Bifacial Solar Cells Under Bifacial Illumination with Various Intensity Levels Progress in Photovoltaics 9 1 13 doi 10 1002 pip 336 McIntosh K R Honsberg C B Wenham S R 1998 The impact of rear illumination on bifacial solar cells with oating junction passivation Proceedings of the 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion Vienna 1515 1518