Solcellsteknik

Mål

Syftet med denna kurs är att ge studentenen en bred och i vissa delar djup kunskap om hur solceller fungerar, konstrueras och tillverkas. Hur stor andel av solenergin konverteras till elektrisk ström och vilka egenskaper i solcellen och solljuset som påverkar detta. Hur man mäter olika solcellsparametrar och hur ett solcellssystem dimensioneras. Efter denna kurs ska studenten kunna:

• beskriva hur solcellen fungerar, konstrueras och tillverkas
• beräkna solcellsparametrar som fillfaktor, tomgångspänning, kortslutningsström, verkningsgrad.
• beräkna solljusintensiteten på jordytan under olika förhållanden
• beräkna utbytet vid olika temperaturer och ljusförhållanden
• kunna dimensionera ett solcellssystem för olika applikationer och elbehov
• redogöra för olika begrepp så som partiellskuggning, kvanteffektivitet, direkt, diffust och globalt ljus, påverkan av atmosfären på solcellsströmmen, påverkan av temperatur på solcellsström och -spänning
• beskriva arbetssätt av laddningsregulatorer och omformare
• beskriva batteriers egenskaper och faktorer som påverkar kapacitet och livslängd

Innehåll

• Solljusets egenskaper: strålning och instrålning, atmosfärens påverkan, tid och plats- påverkan
• Repetition av pn-övergång
• Solcellens arbetssätt. ideal solcell, kvanteffektivitet, spektralrespons, solcellsparametrar så som IV-kurva, tomgångsspänning, kortslutningsström, fillfaktor, verkningsgrad
• Resistiva effekter: serie- och shuntmotstånd
• Temperatur- och ljusintensitetspåverkan
• Design med syfte att minska reflektionsförluster, rekombinationsförluster, skuggningseffekten.
• Tillverkning av solceller: Rafflade framsida, anti reflex, framsideskontakt, baksideskontakt.
• Tillverkning av solcellspaneler
• Mätningar: Mätning av olika effekter, strålningseffekt, partiell skuggningseffekt, verkningsgrad, fillfaktor, temperatureffekt
• Dimensionering och övriga systemkomponenter, laddningsregulatorer, batterier, omformare, kablage