태양 전지는 노화됩니까? 왜, 어떻게?

내가 들었 듯이, 광전지의 수명은 보통 수십 년이다. 이는 높은 비용과 관련하여 매우 길며 총 비용에 상당한 (음의) 영향을 미칩니다.

왜 나이가 들까 요? 나는 그들의 원자 구조를 손상시킬 수있는 유일한 가능성을 볼 수 있으며, 이것은 태양의 매우 높은 에너지의 자외선 (혹은 부드러운 ö 트겐) 광자 스펙트럼 (전력의 작은 부분 일뿐)입니다.

그리고 저는이 광자들이 실리콘 위의 투명한 플라스틱 층에 의해 쉽게 걸러 질 수 있다고 생각합니다.

따라서 왜 태양 전지는 노화되고 원자 수준에서 어떤 일이 발생합니까?

NREL (National Renewable Energy Lab)은 태양 전지판의 연간 0.4 % -1 % 저하를 추정합니다. 나는 화학 작용이 무엇인지 알지 못하지만 (전기 결과는 PV 셀의 직렬 저항이 증가 함) 패널의 장기간 분해는 UV 노출과 관련이 있습니다. PV 재료에 손상을 입히지 만 UV 광선에는 수집하려는 에너지가 포함되어 있으므로 패널의 목적을 그대로 유지하면서 완전히 걸러 낼 수 없습니다.

열화의 다른 원인은 대부분 날씨와 관련이 있지만 시스템에 대한 기계적 응력의 형태입니다. 바람에서 강설까지는 패널을 구부려서 태양 전지와 내장 전기 연결부에 약간의 균열이 생겨 패널을 손상시킬 수 있습니다. 성능이 저하 된 PV 패널의 다른 요소로는 부식 또는 기능적 시스템을 유지하는 데 필요한 지원 전기 장치의 수명이 있습니다 (이러한 장치는 패널보다 수명이 짧을 수 있으며 비용이 비싸면 시스템을 유지할 수 없게됩니다) 전체 패널 시스템을 교체하는 것과 비교하여 재정적으로 비교).

출처 : http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/7475/What-Is-the-Lifespan-of-a-Solar-Panel.aspx(NREL 보고서는 Read More 링크 참조)

PN 접합은 고온 (1000-1500 K)에서 불순물 (도펀트)을 실리콘으로 확산시킴으로써 처음부터 생성됩니다. 접합의 효율은 접합에서 도펀트 농도가 급격히 변하는 것과 관련이있다 (구배).

태양열 어레이가 노출되는 온도 (예 : 270-330K)와 같은 낮은 온도에서는 확산이 훨씬 느리지 만 완전히 멈추지는 않습니다. 충분한 시간이 주어지면, 도펀트 구배가 덜 가파르게되어 PN 접합의 효과가 줄어 듭니다. 장기적으로 (천년) 반도체 장치는 접합부가 완전히 사라짐에 따라 작동을 멈출 것입니다.

다른 각도에서, 태양 전지에 대한 나의 경험은 지상이 아닌 공간 기반입니다. 우주 기반 태양 전지의 열화의 가장 큰 원인은 입자 방사선과 궤도 파편 영향입니다. 접합부를 마모시킴으로써 입자 방사선이 열화되고, 궤도 파편은 주로 셀의 내부 직렬 저항을 증가시킴으로써 열화된다. 전지를 냉각시키기위한 공기가 없기 때문에, 태양 전지판이 다른 구조에 의해 부분적으로 가려지면 역 바이어스 가열도 심각한 문제가 될 수 있습니다.