Güneş pilleri yaşlanıyor mu? Neden ve nasıl?

Duyduğum gibi, fotovoltaik hücrelerin ortalama ömrü normalde onlarca yıldır. Bu çok uzun, yüksek maliyetleri nedeniyle toplam maliyetler üzerinde önemli (olumsuz) etkisi vardır.

Neden yaşlanıyorlar? Atomik yapılarına zarar verebilecek tek olasılığı görebiliyorum ve bu, güneşin çok yüksek enerjik ultraviyole (hatta yumuşak röntgen) foton spektrumu (gücünün sadece küçük bir kısmı).

Ve sanırım, bu fotonlar silikon üzerinde şeffaf bir plastik tabaka ile kolayca filtrelenebilir.

Peki, güneş hücreleri neden yaşlanıyor ve içlerinde atom seviyesinde neler oluyor?

Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL), güneş panelleri için yılda% 0.4 -1% bozulma gibi bir şey tahmin ediyor. Burada kimyasal etkinin ne olduğunu bilmiyorum (elektriksel sonuç PV hücrelerinin seri direncinde bir artış), ancak panellerin uzun süreli bozulması UV maruziyeti ile ilişkilidir. PV malzemesine zarar verse de, UV ışınları toplamak istediğimiz enerjiyi içerir, bu nedenle panelin amacını bozmadan tamamen filtreleyemezsiniz.

Bozunmanın diğer nedenleri çoğunlukla hava ile ilgilidir, ancak sisteme mekanik zorlamalar şeklindedir. Rüzgardan kar yağmasına kadar her şey, güneş hücrelerinde ve gömülü elektrik bağlantılarında küçük çatlaklar oluşturmak için panelleri bükerek panellere zarar verebilir. Bozulmuş bir PV panelindeki diğer faktörler arasında korozyon veya çalışan bir sistemi korumak için gereken destekleyici elektrikli cihazların ömrü bulunur (bu diğer cihazlar panelden daha kısa ömürlere sahip olabilir ve yeterince pahalıysa sistemin sürdürülemez olmasına neden olur. tüm panel sisteminin değiştirilmesiyle karşılaştırıldığında).

Kaynak: http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/7475/What-Is-the-Lifespan-of-a-Solar-Panel.aspx (NREL raporu için Daha Fazla Bilgi bağlantısını inceleyin)

PN eklemlerinin ilk olarak, kirleri (katkı maddeleri) yüksek sıcaklıklarda (1000 - 1500 K) silisyuma dağıtarak oluşturulduğunu unutmayın. Kavşak verimliliği, kavşakta katkı maddesinin konsantrasyonunun ne kadar keskin bir şekilde değiştiği ile ilişkilidir (eğimi).

Bir güneş dizisinin maruz kaldığı sıcaklık gibi düşük sıcaklıklarda (örneğin, 270 - 330 K), difüzyon çok, çok daha yavaştır, ancak tamamen durmaz. Yeterli zaman verildiğinde, katkı maddesi gradyanları daha az dikleşir ve PN ekleminin etkinliğini azaltır. Aşırı uzun vadede (bin yıl), yarı iletken cihazlar, kavşakları tamamen ortadan kalktıkça çalışmayı durduracaktır.

Farklı bir açıdan, güneş pilleri ile yaşadığım deneyim karasal olmaktan ziyade uzaya dayalı. Uzay esaslı güneş pillerinin bozulmasında en büyük etkenler parçacık radyasyonu ve yörünge birikintileri etkileridir. Parçacık radyasyonu bağlantı yıpranarak bozulur ve yörünge birikintileri öncelikle hücrelerin iç seri direncini artırarak bozulur. Hücreleri soğutmak için hava olmadığı için, bir güneş dizisi başka bir yapı tarafından kısmen gölgelenirse ters yönde ısıtma da ciddi bir sorun olabilir.