Nova metoda za slikovno določevanje energijske reže fotonapetostnih modulov

V proizvodnji omogoča kontrolo kakovosti in zgodnje odkrivanje sprememb proizvodnega procesa, v raziskavah pa odkrivanje nehomogenosti z možnostjo optimizacije procesov nanašanja tankih plasti polprevodnikov, ki so aktivni del sončnih celic.


Avtorji:
Matevž Bokalič, Marko Topič, Bart E. Pieters, Andreas Gerber, Uwe Rau 


Raziskovalna skupina s Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani (Matevž Bokalič, Marko Topič) je v sodelovanju z inštitutom Forschungszentrum Jülich (Bart E. Pieters, Andreas Gerber, Uwe Rau) razvila edinstveno metodo za slikovno določevanje energijske reže absorberjev fotonapetostnih modulov s spremenljivo stehiometrijo. Metoda temelji na pojavu luminiscence, kjer optoelektronski element pod vplivom vzbujanja seva svetlobo. Svetlobo se zajame v dveh ali več različnih spektralnih območjih, za kar je mogoče uporabiti kamere z različnimi spektralnimi odzivi. Na osnovi kalibracijske relacije in razmerja zajetih slik se določi energijsko režo absorberja, E ̃_G (x,y), po celotni površini fotonapetostnega modula. Bistvena prednost nove metode je izredno hitra določitev energijske reže absorberja po celotni površini fotonapetostnega modula, kar z obstoječimi metodami sploh ni bilo možno. Hitrost in nedestruktivnost metode omogočata in-situ uporabo tako v industrijskem okolju kot tudi v raziskavah. V proizvodnji omogoča kontrolo kakovosti in zgodnje odkrivanje sprememb proizvodnega procesa, v raziskavah pa odkrivanje nehomogenosti z možnostjo optimizacije procesov nanašanja tankih plasti polprevodnikov, ki so aktivni del sončnih celic.

Rezultati metode omogočajo izboljšanje razumevanja delovanja in nadzor kakovosti proizvodnje PV modulov, oboje pa je ključnega pomena za razvoj in proizvodnjo še bolj učinkovitih in cenovno dostopnih PV modulov. Razvita metoda je svetovna novost v karakterizaciji fotonapetostnih modulov, zato je metoda v postopku zaščite z nemško in evropsko patentno prijavo. Delež Univerze v Ljubljani na patentu je 70-odstoten.


Viri: 1. Bokalič M, Pieters BE, Gerber A, Rau U, Topič M. Bandgap imaging in Cu(In,Ga)Se2 photovoltaic modules by electroluminescence. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, Feb 2017. (IF=6,72)
2. Bokalič M, Pieters BE, Gerber A, Rau U, Topič M. Bandgap Fluctuations Observed by EL in various Cu(In,Ga)(Se,S)2 PV Modules. IEEE Journal of Photovoltaics, Accepted for publication, 2017. (IF=3,71)
3.Bokalič M, Topič M, Gerber A, Pieters BE, Rau U. Method and device for the determination of a measure of band gaps at optoelectronic components. Pat. Pending: PCT/EP2016/080910, 2016