Mötesplatsen för dig inom Solenergibranschen, sep, 21 2018
Latest News

Klimatförhållandena påverkar solcellens prestanda mer än förväntat

Denna GIF visar hur skillnaden i prestanda mellan de två solcellerna varierar över tiden. Kredit: Ian Marius Peters
Denna GIF visar hur skillnaden i prestanda mellan de två solcellerna varierar över tiden. Kredit: Ian Marius Peters
Published by
Markku Björkman - 14 dec 2017

Forskare kan nu förutsäga hur mycket energi solcellerna kommer att producera på en bestämd plats i hela världen.

Något oväntat upptäckte forskare nyligen i USA att solceller påverkas av miljön och att två typer av solceller kan variera kvantiteten av energiproduktion med 5 procent eller mer i tropiska områden.

Variationen uppstår eftersom solenergin kan växla beroende på lokala temperaturer och halten av vatten i atmosfären. Forskarnas upptäck visar att att solrelaterade produkter kan uppträda olika beroende på deras miljö.

Forskarteamet vid Massachusetts Institute of Technology publicerade artikeln om solcellernas prestanda den 13 december i tidningen Joule och utvecklade därmed upptäckten till ett open source-verktyg, tillgängligt för alla.

- Vi undersökte konvergensen mellan två ting, nämligen platsen och tekniken, för att kunna skapa en ram för solpanelens energiproduktion, berättar Tonio Buonassisi, docent i maskinteknik vid MIT.

- Ifall man har ny solteknologi till sitt förfogande kan man möjligen kunna se om denna teknik kanske kan utkonkurrera kommersiella kiselceller.

För att visa hur deras ramar fungerar, överförde forskarna real data från solceller i USA (Perrysburg, Ohio) och Singapore med 1 års väderdata från en rymdsatellit till en karta som skulle visa var solcellerna kommer att fungera bäst utomhus. Med hjälp av dessa data analyserade de två slags solcellsmaterial: kisel (vanligt förekommande i solceller) och kadmiumtellurid (tunnt filmkonkurrentmaterial).

Forskarna fann att solceller med cadmiumtellurid producerade upp till 5 procent mer energi än kisel i den heta, fuktiga singaporianska miljön. Liknande trender kan förväntas ifråga om annat material med ett högre elektroniskt bandgap som galliumarsenid eller metallhalogenidperovskiter.

Bandgapet är inom fasta tillståndets fysik en grundläggande storhet för halvledare och isolatorer. Det anger den minsta mängd energi som krävs för att föra en elektron från de högsta ockuperade tillstånden till de lägsta icke-ockuperade tillstånden, med andra ord avståndet mellan ledningsbandets botten och valensbandets topp.

För metaller är denna skillnad noll; banden överlappar varandra. Bandgapet ger en förklaring av elektriska egenskaper som låg konduktivitet och optiska egenskaper som transparens.

- Verktyg som används av solcellproducenter för att förutse energiutbyten hos solpaneler och planera solsystem är ofta dyra och felaktiga, konstaterade studieförfattaren Ian Marius Peters, forskningsassistent på MIT Photovoltaics Research Laboratory (@MITPVLab).

- De är felaktiga eftersom de utvecklades för tempererade klimat som USA, Europa och Japan, tillägger Peters.

Intresserade användare kommer att kunna hämta det forskarna utvecklade på nätet, och sedan använda metoden vid sina egna platser och inhämta prestationsinformation för olika typer av solceller. Detta gör det möjligt för användarna att bestämma platsen där deras solcell kommer att fungera bäst eller vilken typ av solcell de ska använda i ett givet geografiskt område.

- Det finns skäl att använda silikon, och det finns skäl att använda annan teknik, som till exempel cadmiumtellurid. Utomhusförhållanden kan också bli en av de viktigaste faktorerna för att bestämma framtida forskning när det gäller solceller.

Källa: Cell Press