PV_2_2020
Default description
praktyka
26
magazyn fotowoltaika 2/2020
krzemowego dla różnej liczby sond prą-
dowych umieszczonych wzdłuż elek-
trody. Jak widać, w przypadku 8 sond spa-
dek napięcia wynosi maksymalnie około
1,5 mV, podczas gdy w przypadku
15 pinów to już jedynie około 0,2 mV.
Można z tego wywnioskować, że ze
względów praktycznych liczba pinów
w granicach 9–12 na szynę powinna być
absolutnie wystarczająca, szczególnie
w przypadku konfiguracji elektrod MBB
(multibusbar, tj. liczba BB ≥ 5), a moż-
liwy błąd pomiaru napięcia nie powinien
być większy niż ~1 mV, co odpowiada
błędowi określenia temperatury złącza
ogniwa na poziomie nieprzekraczającym
zaledwie 0,5 °C!
Problem częściowego
zacienienia aktywnej powierzchni
ogniwa sondami pomiarowymi
Bardzo ważnym aspektem w kontek-
ście dokładności pomiaru jest to, by szyna
sondy była na tyle wąska, aby cień przez
nią rzucany nie wychodził poza obręb
elektrody ogniwa i nie redukował w ten
sposób powierzchni aktywnej ogniwa. Ze
względu na widoczną tendencję zwięk-
szania liczby szyn zbierających w elek-
trodach górnych w komercyjnych ogni-
wach krzemowych warunek ten jest coraz
częściej trudny do spełnienia. Wynika to
z tego, że im więcej szyn zbierających (bus-
bars) posiada górna elektroda ogniwa, tym
węższe zazwyczaj te szyny są (ponieważ
mniejszy prąd przypada na pojedyn-
czą szynę). Przykładowo w przypadku
powszechnych dzisiaj ogniw z elektrodą
5BB lub 6BB szerokość "busbara" wynosi
jedynie około 0,8 mm4. W przypadku,
gdy nie da się uniknąć zacienienia części
powierzchni aktywnej sondami pomiaro-
wymi, należy dokonać właściwej korekty.
Procedura ta jest dość prosta. Pod wyka-
librowanym przy użyciu elementu wzor-
cowego źródłem światła należy zmierzyć
prąd zwarciowy ISCcal badanego ogniwa
przy użyciu sondy ostrzowej Kelvina nie-
powodującej zacienienia jego powierzchni
aktywnej (rys. 7), przy czym korzysta-
jąc z sondy napięciowej, należy tak spo-
laryzować mierzone ogniwo, by wartość
napięcia na nim była bliska 0. Następnie,
po zainstalowaniu właściwych, wielopino-
wych sond pomiarowych należy tak "doju-
stować" (zwiększyć) natężenie światła,
żeby mierzona wartość prądu Isc badanego
ogniwa odpowiadała zmierzonej wcześniej
wartości ISCCal. Ogniwo w ten sposób zmie-
rzone możemy dalej traktować jako wzo-
rzec wtórny.
Wpływ czasu pomiaru krzywej
I–V na temperaturę mierzonego
elementu
Kolejnym istotnym czynnikiem wpły-
wającym na wynik pomiaru krzywej I–V
ogniwa jest jego temperatura, a właściwie
temperatura jego złącza p-n. Zazwyczaj kon-
troluje się ją poprzez pomiar temperatury
stolika pomiarowego z użyciem czujnika
ulokowanego w pobliżu jego powierzchni
pomiarowej. W przypadku pomiaru modu-
łów PV temperaturę mierzy się wykorzystu-
jąc czujnik (termopara lub termistor) przy-
twierdzony do tylnej powierzchni modułu.
Pamiętać jednak należy, że największa część
mocy promieniowania absorbowana jest tuż
pod powierzchnią ogniwa, co wynika z faktu,
że współczynnik absorbcji optycznej dla
krzemu jest najwyższy dla fotonów krótko-
falowych, wysokoenergetycznych5. Stąd też,
w obszarze emitera ogniwa wydziela się naj-
większa ilość ciepła pochodząca z nadmia-
rowej, a więc niewykorzystanej na konwer-
sję fotowoltaiczną energii fotonów. Oznacza
to, że już w momencie, kiedy ogniwo zosta-
nie oświetlone, często jeszcze przed rozpo-
częciem właściwego pomiaru charaktery-
styki, temperatura złącza zaczyna rosnąć i jest
wyższa niż obarczony bezwładnością cza-
sową odczyt temperatury stolika. Ponieważ
Rys. 7. Ostrzowa sonda Kelvina służąca do dokładnego pomiaru prądu zwarciowego ogniwa z pominięciem błędu spowodowanego częściowym
zacieniem powierzchni aktywnej ogniwa (źródło: CalLab ISE-FhG)
Rys. 8. Spadek napięcia VOC dla różnej konstrukcji ogniw krzemowych w czasie po pełnym otwarciu przesłony ilustrujący wpływ czasu pomiaru
charakterystyki I–V ogniwa na jego temperaturę (źródło: F. Granek, T. Żdanowicz, Opto-Electronics Rev. 12(1), 2004)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60