Temperatur og effekt-svingninger i solcellepaneler - Universitetet i Agder
0
Hopp til hovedinnhold

Temperatur og effekt-svingninger i solcellepaneler

Charly Berthod disputerer for ph.d.-graden med avhandlingen "Temperature coefficients of multicrystalline compensated silicon solar cells" mandag 16. januar 2017. (Foto: Privat)

The major research findings of the work are a better understanding of the driving mechanisms behind the temperature coefficients, as well as an elegant solution to improve the temperature coefficients by using silicon from Elkem Solar®.

Charly Berthod

Ph.d.-kandidat

Forståelsen av hvordan temperatur påvirker energiproduksjonen i solceller, er tema i Charly Berthods doktorgradsavhandling innen fornybar energi. Han forsvarer forskningen mandag 16. januar.

Sollyset er bare en av faktorene – selv om det er den viktigste - som påvirker hvor mye energi et solcellepanel produserer. Det er flere bakenforliggende drivkrefter som spiller inn for hvor effektiv energiproduksjonen er. De viktigste er temperatur og materialet solcellene er laget av.

Charly Berthod (LinkedIN) har spesielt forsket på temperatur-koeffisienten – som beskriver hvordan et materiale endrer seg med svingende temperatur. I dette tilfellet vil det først og fremst si silikonet i solcellene. Det gjelder å finne den optimale kurven for maksimal energiproduksjon ut fra temperatur og materiale. Andre faktorer - som for eksempel plassering og konstruksjon av solcellepanelene - bidrar også til effektiviteten.

Samtidig med at materialet forandrer seg, endres også energi-effekten (conversion efficiency) – det vil si hvor mye energi solcellene gir fra seg av den energien som har strålt inn i solcellene. Solcellene omdanner jo energien i sollyset til strøm.

Studien viser for øvrig at solcellene er mest effektive i romtemperatur. Da er energitapet minst fra input’et fra sola til output’et fra solcellene.

Charly Berthod (ResearchGate) disputerer for ph.d.-graden med en avhandling som øker forståelsen av hva som skjer i materialene i solcellepaneler når temperaturen endrer seg. Han foreslår også forbedring av temperatur-koeffisienten ved å bruke silikon fra Elkem Solar.

Slik beskriver kandidaten selv essensen i avhandlingen:

Temperature coefficients of multicrystalline compensated silicon solar cells

A solar cell is a device converting the energy of the sunlight into electricity by the photovoltaic effect.

A solar panel is composed of around 60 solar cells.

Temperature and panel efficieny

When operating under illumination, a solar panel will heat up due to losses.

Temperatures over 60°C can be reached depending on the exposition, the energy of the sunlight, the wind speed, and how the system was mounted.

Solar panels made of silicon are the most common types, and see their efficiencies decreasing with temperature. Therefore a solar panel at high temperature will convert less energy from the sunlight into electricity than a solar panel at room temperature.

The temperature coefficient

This drop in conversion efficiency can be described by a parameter called the temperature coefficient.

The work that will be presented focuses on the properties of the silicon influencing the temperature coefficients of solar cells.

Solar cells have experienced a continuous increase of the conversion efficiencies over the last decades due to the global R&D efforts, which has induced a continuous improvement of the temperature sensitivity.

Better understanding

Charly Berthod has gathered unique experimental data on temperature coefficients of both compensated and non-compensated silicon solar cells. This allowed him to make thorough studies of the influences of compensation, ingot resistivity, cell structure and light-induced degradation on the temperature coefficients.

The major research findings of the work carried out by Charly Berthod are: a better understanding of the driving mechanisms behind the temperature coefficients, as well as an elegant solution to improve the temperature coefficients by using silicon from Elkem Solar®.

Disputasfakta:

Kandidaten: Charly Berthod (Google Scolar Citations) received a M. S. degree in Physics and Engineering from the Physics department of Grenoble Institute of Technology (INPG) in 2012. He spent one semester at the PV-lab (EPFL, Switzerland) where he carried out research on the series resistance of silicon heterojunction solar cells. From 2013 to 2016 he has worked on a Ph.D. project on solar cells at the University of Agder. The main focus of his research was the investigation of the physical explanations behind the improved temperature coefficients of compensated silicon solar cells.

Prøveforelesning og disputas finner sted i Rom C3 072, Campus Grimstad

Dekan Michael Rygaard Hansen leder disputasen.

Tid for prøveforelesning: Mandag 16. januar 2017 kl 10:00

Oppgitt emne for prøveforelesning: «Crystalline silicon based tandem solar cells.»

Tid for disputas:Mandag 16. januar 2017 kl 12:00

Tittel på avhandling: «Temperature coefficients of multicrystalline compensated silicon solar cells»

Søk etter avhandlingen i AURA - Agder University Research Archive, som er et digitalt arkiv for vitenskapelige artikler, avhandlinger og masteroppgaver fra ansatte og studenter ved Universitetet i Agder. AURA blir jevnlig oppdatert.

Opponenter:

Førsteopponent: Dr. Sébastien Dubois, Commissariat a l’énergie atomique et aux énergies alternatives (Frankrike)

Annenopponent:Førsteamanuensis Marisa Di Sabatino Lundberg, NTNU

Bedømmelseskomitéen er ledet av professor John Conway, UiA

Veiledere i doktorgradsarbeidet var professor Tor Oskar Sætre, UiA (hovedveileder) og førsteamanuensis Rune Strandberg, UiA (bi-veileder)

Send studiet på mail