Structures de cellules solaires. Schéma, description

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Installations photovoltaïques. Conceptions de cellules solaires. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Cadre modules solaires

Il existe de nombreuses variantes et développements industriels des cellules solaires et des procédés pour leur fabrication. Décrivons brièvement la conception de l'un d'entre eux - une cellule solaire en silicium monocristallin standard. Une vue générale de la cellule solaire est illustrée à la figure 2.1.

Le module solaire à cadre est réalisé sous la forme d'un panneau enfermé dans un cadre en profilé d'aluminium. Le panneau est un générateur photovoltaïque constitué d'une plaque de verre, sur la face arrière de laquelle des cellules solaires sont placées entre deux couches d'un film d'étanchéité (laminage), interconnectées électriquement par des pneus métalliques. La couche inférieure du film d'étanchéité est protégée des influences extérieures par une couche de film protecteur. Un bloc de diodes est fixé à l'intérieur du boîtier du module, sous le couvercle duquel se trouvent des contacts électriques destinés à connecter le module.

Fig.2.1. Conception de cellules solaires (cliquez pour agrandir)

Exigences techniques de base

1. La matière première doit être chimiquement très pure avec des propriétés stables.

2. Les cellules photovoltaïques doivent être produites en grande quantité à un coût minimum. Il est nécessaire d'assurer la maîtrise globale du processus de fabrication et un haut niveau de précision.

3. Les cellules solaires doivent avoir une durée de vie d'au moins 20 ans dans un environnement (souvent nocif). Il convient de tenir compte du fait que même sans concentration de rayonnement solaire, la température de fonctionnement de la cellule photoélectrique peut varier dans la plage de -30 à +200°C. Les contacts électriques doivent être stables et protégés de tout type de corrosion. L'appareil doit être étanche.

4. La conception doit être telle que la destruction de l'un des éléments n'entraîne pas la défaillance de l'ensemble du système. Pour cela, des connexions parallèles et série sont utilisées, ce qui, en cas de défaillance de l'un des éléments, doit exclure la possibilité de défaillance d'autres éléments.

5. Les modules préfabriqués doivent pouvoir être transportés même dans des zones difficiles d'accès et éloignées.

Types de photocellules

Les cellules solaires commerciales les plus courantes sont les cellules plates en tranches de silicium. Il existe également une variété de types et de conceptions alternatifs qui sont en cours de développement pour augmenter l'efficacité et réduire le coût de l'énergie produite en réduisant le coût global des cellules solaires. Le tableau 2.1 résume brièvement les différentes photocellules.

Tableau 2.1. Paramètres des principaux matériaux des cellules solaires

(cliquez pour agrandir)

Remarques. 1. Dans les conditions d'exposition AM 1, la bande interdite optimale est de 1,4 à 1,5 eV. 2. Lorsque la température augmente, la bande interdite diminue. Le tableau montre les données pour la température ambiante.

Auteur : Magomedov A.M.

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