Ny og effektiv måling.
I en verden, hvor bæredygtig energiproduktion er på dagsordenen, har solcelleteknologier som perovskite-silicium tandem PV-moduler fanget både opmærksomheden og ambitionerne hos forskere og industrielle pionerer. For at bane vejen for den industrielle implementering af disse højtydende moduler er præcis og pålidelig måling af afgørende betydning. Kun ved objektive sammenligninger og teknologiske forbedringer kan vi fremme denne transformative energikilde. I modsætning til konventionelle silicium PV-moduler er kalibreringen af disse tandem solceller dog betydeligt mere udfordrende.

Projektkonsortiummet under ledelse af Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE har derfor taget initiativ til at udvikle metoder til karakterisering af perovskite-baserede tandem-moduler i det nyligt igangsatte "Katana"-projekt, støttet af det tyske forbundsministerium for økonomi og klima BMWK. Den særligt designede solsimulator, udviklet af Wavelabs Solar Metrology Systems GmbH, anvendes nu i CalLab PV Modules ved forskningsinstituttet.

Hvordan måler man effektiviteten?
For at kunne måle perovskite tandem-moduler er der behov for en dyb forståelse af de enkelte solceller. Alle cellelag skal udsættes for forskellige lyskilder under forhold, der så præcist som muligt efterligner sollys. Dette er nødvendigt for at opnå pålidelige udsagn om hele cellens og modulens effektivitet.

I CalLab PV Modules hos Fraunhofer ISE er en ny solsimulator nu blevet implementeret og fuldt kalibreret. Denne avancerede simulator er i stand til at måle perovskite-silicium PV-celler med en størrelse på blot 5x5 millimeter samt moduler på 2,40x1,30 meter. Simulatorens omfattende bølgelængdeområde, der spænder fra 320 til 1650 nanometer, muliggøres af 28 forskellige spektralt justerbare lyskanaler fordelt over 40 lyskilder med i alt 18.400 LED'er. Dette danner grundlag for de testprocedurer, forskerne har udviklet til perovskite-silicium tandem teknologien. Solensimulator muliggør også karakterisering af flerlags-solceller og moduler fremstillet af andre materialer.

"Den nye solsimulator er et skridt mod en standardiseret kalibreringsprocedure for perovskite-silicium tandem-moduler. Under konstruktionen måtte vi sikre, at LED-belysningen jævnt bestråler modulerne over hele overfladen og at deres lysspektre kan justeres, så alle cellelag realistisk aktiveres," siger Falko Griehl, projektleder for SINUS-3000 Advanced solsimulator hos Wavelabs. "Med denne teknologi kan vi ud over de standardiserede spektre også simulere lys på vilkårlige tidspunkter og steder, hvilket gør det muligt at analysere indflydelsen på tandem-modulerne." Fra 2024 vil varmeproduktionen fra den længere belysning under modulkarakteriseringen blive kompenseret af en klimakammer, hvor tandem-PV-celler og -moduler vil blive placeret til måling.

Perovskite solcellepioner og producenten Oxford PV er en associeret partner i Katana-projektet. Dr. David Bushnell, chef for Oxford PV's afdeling for test og måling, udtalte: "Udviklingen af en ny kalibreringskapacitet til præcis bestemmelse af ydeevnen for perovskite-på-silicium-celler og -moduler vil muliggøre høj kvalitet af uafhængige målinger af denne banebrydende teknologi. Vi er glade for at støtte den bredere PV-fællesskab ved at bidrage til finansieringen af dette projekt."

For karakteriseringen af perovskite-silicium tandem-solceller og -moduler kan de klassiske flash-simulatorer, der bruges i silicium-fotovoltaik, ikke umiddelbart anvendes. Flashere kan ikke variere lyspektret, som tandemcellerne omdanner til elektricitet. Derudover er belysningstiden med en flash-simulator for kort til at tage højde for effekten mellem undercellerne. Grundet den metastabile adfærd hos perovskite-teknologien skal solceller og -moduler testes under kontinuerligt lys. Indtil nu har effektiviteten af perovskite-baserede tandem-moduler været målt gennem komplekse og vejrafhængige udendørs tests.

Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, som har inspireret os til dette fokus på præcis måling af solcelleeffektivitet, illustrerer tydeligt, hvordan teknologisk nyskabelse og samarbejde kan bane vejen for en mere bæredygtig fremtid. Hos KlimaEnergi arbejder vi hånd i hånd med denne vision, idet vi tilbyder bæredygtige energiløsninger og teknologier, der har potentiale til at forme vores verden. Sammen kan vi fortsætte rejsen mod en grønnere fremtid.

[Reference: Inspireret af Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE]

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Overvejer du Solenergi?
KlimaEnergi leverer solcelleløsninger og serviceydelser til alle, der har et ønske om grøn energi og sund økonomi og er i dag en af Danmarks førende udbydere af komplette solcelleanlæg til private og til erhverv.

For rådgivning eller spørgsmål, kontakt os på:

tlf. +45 75 76 17 00, eller skriv på post@klimaenergi.dk