Bu eser kısmen Ekonomi ve rekabet İspanyolca Bakanlıkça Acromalens proje (ENE2013-45229-P) kapsamında desteklenen ve Avrupa Birliği'nin ufuk 2020 araştırma ve yenilik programı proje VBM içinde fon aldı Hibe sözleşmesi No 640873 altında aynı.

1. lens Ray-Tracing simülasyon kullanarak modelleme <ol><li>Model hazırlık <ol><li>alma ADG Fresnel lens geometri ray-tracing simülasyon yazılımı ve geçirgenliği gibi malzeme özelliklerini ayarlamak ve Kırılma indisi. 
		Not: Güneş Enerji Enstitüsü ADG Fresnel tasarım geliştirilmiş ve Fermat gibi temel optik ilkelere dayalı bilgisayar kodu oluşur &#39; s prensip ve Snell &#39; s hukuk. Dağılımı eğrileri objektif beste malzemelerin tasarım yöntemi geliştirmek için kullanılmaktadır. Tasarım yöntemi ayrıntılı bir açıklamasını başka bir yerde 4 sundu.</li>
		<li>Bir ışık kaynağı ile açısal diyafram ve spektral dağıtım gibi güneşin gerçek özellikleri ayarlayın.</li>
		<li>Objektif bir mesafede bir alıcı nominal odak uzaklığı eşit yerleştirin.</li>
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig1.jpg" /> şekil 1. Işın İzlemeli simulasyon modeli ekran görüntüsü. Işık kaynağı, (cam alt katman, elastomer ve plastik BI-Fresnel lens oluşan) ADG Fresnel lens ve olma objektif diyafram (objektif alıcı) ve çıkış (güneş olma ölçmek için kullanılan alıcıları gözlemlemek mümkündür hücre alıcı). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig1large.jpg" target="_blank"> Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="2"> <li>benzetim çalıştırın ve maksimum ulaşılabilir konsantrasyon ve objektif optik verimlilik gibi istenen sonuçları hesaplamak. Ulaşılabilir konsantrasyon objektif optik diyafram ve spot nerede döküm alanı alıcı arasındaki oranı olarak tanımlanır. Optik verimliliği alıcı, güç ve güç objektif optik diyafram 10 arasındaki oranı olarak tanımlanır. 
	Not: Alıcı çok alıcının lens tarafından iletilen her ışın toplar sağlamak için objektif tarafından döküm ışık spot daha büyük alanıdır. Bu şekilde, hesap kayıp malzemeleri emme, yansıma ve kısıtlamaları (taslak açı ve köşe ve vadiler yuvarlama ipucu) üretim nedeniyle hesaplanan optik verimliliği alır.</li>
	<li>Tekrar adımları 1.1. ve 1.2. kriter olarak kullanılmak üzere bir geleneksel silikon cam (SoG) Fresnel ADG Fresnel lens yerine simüle.</li>
</ol> 2. Güneş pili karakterizasyonu <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig2.jpg" /> Şekil 2. Güneş simülatörü yoğunlaştırıcı güneş hücreleri için. Güneş hücreleri konsantre olma altında karakterize etmek için kullanılan güneş simülatörü fotoğraf. Şekil üstünde olan pozisyon konsantrasyon düzeyini belirler lamba gözlemlemek mümkündür. Alt başvuru bileşen güneş hücreleri ve DUT ölçüm uçakla gösterilir. Fotoğrafın sol tarafta, elektronik donanımları (güç kaynağı ve DAQ) ve karakterizasyonu gerçekleştirmek için kullanılan bilgisayar takdir mümkündür. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig2large.jpg" target="_blank"> Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol><li>Kalibrasyon güneş pili karakterizasyonu için güneş simülatörü <ol><li>yer içinde güneş simülatörü bir başvuru altında kalibre isotypes olarak da bilinen başvuru bileşen hücreleri (üst, orta ve alt) spektrum ve cihazın test (DUT), diğer bir deyişle, güneş ölçülecek pili altında. 
		Not: hücrelere başvurma ve DUT yakın birlikte üniform olmayan aydınlatma, ölçme uçak nedeniyle olası hataları azaltmak için koymanız.</li>
		<li>(Yükseklik) konsantrasyon istenen seviyeye ulaşmak için konumlandırma flash lamba ayarlayın. Daha lamba olduğunu ölçme üzerinden uçak, elde düşük konsantrasyon.
		<ol><li>Spektral dağıtım lamba ve flash yoğunluğu konumuna bağlıdır. Spektral dağıtım ayarlamak için gerekli filtreleri ekleyin. Bir dağıtım için başvuru spektrum benzer elde etmek için bu yordamı 2.2.1. adımda anlatılan.</li>
		</ol></li> <li>İsotypes ve DUT güneş simülatörü veri alma (DAQ) kartına takın.</li>
		<li>Bir metin düzenleyicisi kullanarak hücre akım-gerilim (IV) eğrisi ölçüm içinde kullanılmak üzere polarizasyon değerleri içeren bir metin dosyası oluşturun. Metin dosyasının gerilim noktası başına bir satır içerir. Daha fazla voltaj puan daha yüksek eğrisi tanımında neden. Dahil güneş hücreleri MJ güneş hücreleri olduğundan, değer 0 V ve V. 3.1 arasında polarizasyon değerleri oluşuyor</li>
	</ol></li> <li>Ölçümleri <ol><li>flaş çürüme boyunca ışık şiddeti ilk bir tepe vardır ve o zaman ( şekil 3) azalmaya başlar. Işık tayf dağıtım flash nabız da değiştirilir. Geleneksel bir MJ güneş pili ile seri bağlı farklı bandgaps üç alt hücre oluşur. Her alt hücre elektrik güneş spektrum farklı bir kısmını dönüştürebilirsiniz. Bu nedenle, MJ güneş pili tarafından oluşturulan mevcut her zaman en az geçerli üreten alt hücre tarafından sınırlıdır. Doğru bir ölçüm gerçekleştirmek için nerede tam olarak aynı olma düzeyi Orta alt hücreleri ve üst için karşılık gelen her iki isotypes göstermek bir olma düzeyi seçin. Bu hücreyi hedef toplama düzeyi ve spektrum altında ölçülür onaylar. Alt alt hücre tarafından belirtilen olma düzeyi rastlantısal değildir aslında ihmal. Ticari Ge tabanlı MJ güneş pilleri asla bu alt hücre geçerli sınırlı olmasıdır. şekil 3 gösteriyor bu yordamı grafik açıklaması.</li>
		<li>Bir kez istenen olma düzeyi ölçümü için tanımlanır, IV test başlatın. 2.1.4. adımda tanımlanan metin dosyasından polarizasyon Puan simülatör okur.; her noktası için ekipman hücre istenen gerilim, polarizes, flaş tetikler ve güneş pili tarafından oluşturulan akım ölçer. IV eğri olduğunu, akım ve gerilim değerleri çifti bilgisayar ekranında görüntülenir. 
		Not: IV eğrisi elde etmek mümkün kısa devre akımı (Ben sc), voltaj (V oc), doldurma faktörü (FF) ve DUT verimliliğini açma (yalnızca kısa devre akımı sonraki bölümlerde kullanılır rağmen).</li>
		<li>Tekrarlama adım 2.2.2. güneş pili photocurrent doğrusal olarak konsantre bağlı kontrol etmek için farklı konsantrasyon düzeylerde düzeyinde (bkz. şekil 4) ve dolayısıyla, kalibre edilmiş hücre için bir ışık sensörü olarak kullanılabilir objektif odak düzlemi, olma belirlemek. Ölçümleri gerçekleştirmek için uygun filtreler kullanarak flaş ışığı spektral dağıtımını her konsantrasyon düzeyini ayarlamak ne zaman isotypes, üst ve orta alt hücreleri belirtmek aynı olma düzeyi adım 2.2.1 açıklandığı gibi.</li>
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig3.jpg" /> şekil 3. Zaman flash çürüme boyunca ölçülen büyüklükleri evrimi. Üst ve orta alt hücreleri, karşılık gelen izotip hücreleri aynı olma düzeyi ölçüldüğünde grafik üzerinde o an işaretlenmiş. Üst ve orta subcells için karşılık gelen eğrilerin kesişim başlayan siyah Kesikli çizgi, kesin bir zaman hangi üst ve orta referans olarak ölçülen geçerli olarak DUT geçerli değeri (Siyah Daire) tanımlamak mümkündür alt hücreleri bkz: aynı olma düzeyi. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig3large.jpg" target="_blank"> Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
 <img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig4.jpg" /> şekil 4. Deneysel test dışarı taşımak için kullanılan kurulum şeması (a). (B) fotoğraf deneysel kurulum ve parçalarının (entegre Küre, objektif örnek, CCD kamera ve güneş ışık sensörleri kullanılan hücre ile ışık kaynağı). Parabolik ayna ve filtreler bu fotoğrafta görünür değildir. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig4large.jpg" target="_blank"> Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
 3. lens karakterizasyonu.
 <img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig5.jpg" /> şekil 5. Konsantrasyonu bir fonksiyonu olarak bir MJ güneş pili tarafından oluşturulan photocurrent evrimi temsil eden grafik. Beklendiği gibi doğrusal bir bağımlılık yoktur. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig5large.jpg" target="_blank"> Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol><li>Kurulum hazırlığı.
	<ol><li>Dağı 3-eksen otomatik konumlandırma platformu: bir bilgisayar destekli hareketli platform doğru kalibre edilmiş güneş pili/CCD kamera ve lens ölçülecek arasında göreli konumu kontrol edebilmek.
		<ol><li>3-eksen otomatik konumlandırma platformu mükemmel bir kabarcık düzeyi kullanarak yatay olup olmadığını denetleyin.</li>
		</ol></li> <li>Güneş pili/CCD fotoğraf makinesi desteği platformda mount &#39; x, y ve z eksenleri boyunca konumunu kontrol etmek mümkün şekilde tutucu hareket s.</li>
		<li>Platformu 3.1.2. adımda anlatılan hareketli tutucu önünde lens desteğinde bağlayın. Hareketli tutucu kullanarak x ve y eksenleri, mükemmel objektif güneş pili/CCD kamera amacı ile ilgili olarak ortalamak mümkündür. Tutucu z ekseni boyunca hareket, güneş pili/CCD kamera objektif lens (en küçük nokta boyutu) en uygun odak noktasında yerleştirmek için ve onun optik eksen boyunca taşımak için mümkün mü.</li>
		<li>Her aygıt (otomatik konumlandırma platformu, hücre photocurrent, CCD kamera ve ksenon lamba ölçmek için DAQ kurulu) tüm deneysel test gerçekleştirmek için kullanılan bilgisayara bağlayın</li>
		<li>Bağlantı ve tüm bağlı aygıtların çalışmasını test edin.
		<ol><li>Güneş simülatörü VBM için kontrol yazılımını açın ve düğmesine basın &#34; ışık nabız &#34; bir flaş ateş için. Flash çürüme grafik şekil 3 ' e benzeyen DAQ yönetim kurulu, ksenon lamba, izotip subcells ve DUT düzgün çalıştığından demektir.</li>
			<li>CCD kamera kamera düzgün şekilde çalıştığını kontrol etmek için kontrol yazılımını açın.</li>
			<li>Bilgisayar destekli hareketli platform kontrol yazılımını açın ve hareketli sahibi üç eksen boyunca taşımak için kullanabilirsiniz. Seçin bir eksen arasında yapmak için üst üzerinde listelenen eksenleri yaptı yazılım penceresi sonra bir konumda Ekle &#34; hareket mutlak &#34; ve nabız &#34; çalıştırmak &#34;. Hareketli tutucu beklendiği gibi oynarsa, hareketli platform düzgün çalışıyor demektir.</li>
		</ol></li> <li>Temiz ve yer sabit destek ölçülecek objektif monte otomatik konumlandırma platformda.</li>
		<li>Önünde makinesinin sensörünün yerleştirin ya da sıcak bir ayna (kısa-pass filtre engelleme ışık olan dalga boyu 700 uzun nm) veya soğuk bir ayna (uzun filtre engelleme ışık olan dalga boyu 700 kısa pas nm). 
		Not: Adım 3.1.7. Sadece CCD kamera kullanarak ölçüleri için gereklidir.</li>
		<li>Güneş pili/CCD kamera lens ile ilgili olarak ortalayın ve en uygun odak noktasına yerleştirmek için hareketli tutucu kullanın.</li>
		<li>Herhangi bir metin düzenleyicisi kullanarak her satırında en uygun odak mesafe daha objektif için hücre/CCD kamera 5 mm daha yakın bir konumdan başlayarak bir ölçüm noktası (belli bir objektif alıcı mesafe) karşılık gelen koordinatlar içeren bir metin dosyası oluşturmak ve bir konuma 5 mm daha fazla kadar.</li>
	</ol></li> <li>Ölçüm faz <ol><li>güneş pili ölçümleri Not: Güneş simülatörü güneş hücreleri için aynı şekilde açıklanan önceki bölümde, ışık şiddeti ve güneş simülatörü için spektral dağılımı Flash çürüme boyunca VBM değişiklikleri. 2.2.1. adımda anlatılan yoğunlaştırıcı hücreler için güneş simülatörü ile elde edilen bir flaş çürüme grafik gösterimi benzer. ve şekil 3 ' te görülen. İşte bir ilk zirve ve sonra azalır. Flash çürüme boyunca ışık tayf dağıtım değişiklikleri. Ölçüm şu anda nerede üst ve orta alt hücreleri, karşılık gelen her iki isotypes aynı olma düzeyi göstermek gerçekleştirilir. 
		Not: Güneş hücreleri için güneş simülatörü olgusu aksine bu durumda olma düzeyi üzerinde elimizdeki tek kontrol birden parlamak ışık şiddeti ve tarafsız filtreler <ol>en iyi olma düzeyi belirlenmiştir bir kez <li>, başlamak mümkündür test. 3.1.9. adımda tanımlanan her pozisyon için., flaş ışığı tetikler. Simülatör, daha sonra veri sinyalleri hangi lens tarafından yoğun ışık altında şimdiki nesil güneş pili anlamak mümkün olduğunu flaş çürüme boyunca içeren bir metin dosyası oluşturur.</li>
			<li>Tekrar adım 3.1.7. için 3.2.1.3. ölçülecek her lens için.</li>
		</ol></li> <li>CCD kamera ölçümleri <ol><li>3.1.9 içinde tanımlanan her pozisyon için., CCD kamera almak istimal bir fotoğraf üretilen ışığın spot. 
			Not: Sıcak ya da soğuk ayna ile birleştiğinde fotoğraf makinesinin CCD sensör üst ve orta alt hücre, benzer bir spektral yanıt sırasıyla vardır (bkz. şekil 6). Ayrıca, yararlı bilgiler fotoğraflarla almak için bazı önlemler almak gereklidir. İlk olarak, belgili tanımlık birden parlamak ışık şiddeti iyi bir sinyal / gürültü oranı almak ve aynı zamanda, CCD sensör değil emdirmek için ayarlanması gerekir. Bunu yapmak için doğrudan flash yoğunluğunu değiştirmek için veya istenen olma düzeyi almak için tarafsız filtreleri kullanmak için mümkündür. İkinci olarak, simülatörü odası dış ışık kaynakları etkisi ölçümleri önlemek için tamamen karanlık olması önemlidir.</li>
			<li>Sıcaklık ölçümleri <ol><li>koyun olmak objektif ölçülen insIDE test sırasında objektif sıcaklık kontrol etmek için kullanılan termal odası</li>
				<li>Termal odası kullanarak farklı adımları eşit 10 ° c ile 50 ° C lens sıcaklığı 10 ° c Bunu yapmak için lens saydam ön kapak ile termal bir oda içine yerleştirin.</li>
				<li>Ölçüm için farklı sıcaklıklarda 3.2.2.1 içinde açıklanan aynı şekilde CCD kamera kullanarak yürütmek. 
				Not: Test edilen objektif sıcaklığını doğrudan bağlı thermocouples aracılığıyla ölçülür. Lens yüzey üzerinde sıcaklık farkı 2'den daha düşük ° C.</li>
			</ol></li></ol></li></ol></li></ol> <img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig6.jpg" /> şekil 6. Soğuk bir ayna veya SR bir 3 J kafes eşlemeli güneş pili (katı nokta) orta ve üst düzey alt hücre benzetimini yapmak için bir ısı cam (boş noktalar) tarafından filtre CCD kamera silikon sensörü spektral yanıt (SR). Bu rakam 10 ' dan değiştirildi.
<ol start="3"> <li>güneş pili ölçümü ile elde edilen sonuçlar işleniyor.
	<ol><li>Kalibre kullanma izotip hücre bileşenleri için başvuru, her pozisyon için bir ışık sensörü (üst ve orta tahmin etmek nasıl ayrıntılı bir tartışma için kullanılan güneş pili üst ve orta alt hücreleri tarafından üretilen photocurrent belirlemek photocurrents flash çürüme sırasında kaydedilen sinyalleri 11 ' e bakınız).</li>
		<li>Yaklaşık photocurrent üst ve orta alt hücreler için objektif alıcı mesafe bir fonksiyonu olarak temsil eden bir grafik çizin.</li>
		<li>Bu özel harekat Fresnel lens ile ADG akromatik Fresnel lens ile elde edilen sonuçlar karşılaştırın.</li>
	</ol></li> <li>CCD kamera ölçümü ile elde edilen sonuçlar işleniyor.
	<ol><li>Tespit CCD fotoğraf makinesi ile çekilen fotoğraflarda ışığın centroid. 
		Not: &#34; centroid ışık &#34; bir olma Haritası dağıtım kimin olma düzeyi haritanın en fazla olma yüzde 90'ını alan ortasıdır.</li>
		<li>Nokta centroid tanımlanır sonra bir dizi olası yarıçapları tanımlamak ve, her biri için fotoğrafta yer alan toplam olma ile ilgili olarak daire içinde yer alan ışık yüzdesi hesaplamak.</li>
		<li>Nokta yarıçapını hesaplayın. Toplam olma % 95'i içeren RADIUS tanımlanır. 
		Not: %95 değeri dış kaynaklardan devam ışık kaynaklanan gürültü nedeniyle yapay olarak büyük bir nokta önlemek için seçildi, Yani, doğrudan xenon ışığı veya çevreye gelen ışık.</li>
		<li>Tekrar işleme adım 3.4.1. 3.4.3 için. ölçümleri ile bir sıcak ve soğuk ayna için.</li>
		<li>İçin mavi ve kırmızı ışık ışık spot çapı ile ilgili en iyi konumu (en küçük nokta boyutu) objektif alıcı mesafe bir fonksiyonu olarak temsil eden bir grafik Arsa (ayna ve soğuk yansıtmayı ölçümlerini, sırasıyla sıcak).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Green, M. A., Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W., Dunlop, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solar+cell+efficiency+tables+(version+49).">Solar cell efficiency tables (version 49).</a> Prog. Photovolt. Res. Appl. 25, 3-13 (2016).</li><li>Lorenzo, E., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Sun II. , 536-539 (1979).</li><li>Victoria, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> New Concepts and Techniques for the Development of High-Efficiency Concentrating Photovoltaic Modules. , (2014).</li><li>Vallerotto, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+modeling+of+a+cost-effective+achromatic+Fresnel+lens+for+concentrating+photovoltaics.">Design and modeling of a cost-effective achromatic Fresnel lens for concentrating photovoltaics.</a> Opt. Express. 24, A1245 (2016).</li><li>Victoria, M., Dom&#237;nguez, C., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+different+secondary+optical+elements+for+aspheric+primary+lenses.">Comparative analysis of different secondary optical elements for aspheric primary lenses.</a> Optics Express. 17, 6487-6492 (2009).</li><li>Languy, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flat+Fresnel+doublets+made+of+PMMA+and+PC:+combining+low+cost+production+and+very+high+concentration+ratio+for+CPV.">Flat Fresnel doublets made of PMMA and PC: combining low cost production and very high concentration ratio for CPV.</a> Opt. Express. 19, A280 (2011).</li><li>Hecht, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optics, Third Edition. , (1998).</li><li>Vallerotto, G., Askins, S., Victoria, M., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+achromatic+Fresnel+lens+for+high+concentrating+photovoltaic+systems.">A novel achromatic Fresnel lens for high concentrating photovoltaic systems.</a> AIP Conf. Proc. , 050007 (2016).</li><li>Dom&#237;nguez, C., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solar+simulator+for+concentrator+photovoltaic+systems.">Solar simulator for concentrator photovoltaic systems.</a> Opt. Express. 16, 14894 (2008).</li><li>Victoria, M., Askins, S., Herrero, R., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+the+optical+efficiency+of+a+primary+lens+to+be+used+in+a+CPV+system.">Assessment of the optical efficiency of a primary lens to be used in a CPV system.</a> Solar Energy. 134, 406-415 (2016).</li><li>Dom&#237;nguez, C., Ant&#243;n, I., Sala, G., Askins, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current-matching+estimation+for+multijunction+cells+within+a+CPV+module+by+means+of+component+cells:+Current-matching+estimation+for+MJ+cells+within+a+concentrator.">Current-matching estimation for multijunction cells within a CPV module by means of component cells: Current-matching estimation for MJ cells within a concentrator.</a> Prog. Photovolt. Res. Appl. 21, 1478 (2013).</li><li>Askins, S., Victoria, M., Herrero, R., Dom&#237;nguez, C., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Temperature+on+Hybrid+Lens+Performance.">Effects of Temperature on Hybrid Lens Performance.</a> AIP Conf. Proc. , 57-60 (2011).</li><li>Vallerotto, G., Askins, S., Victoria, M., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Characterization+of+Achromatic+Doublet+on+Glass+(ADG)+Fresnel+Lenses.">Experimental Characterization of Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lenses.</a> AIP Conf. Proc. , (2017).</li></ol>

İfşa etmek yok.

Yöntem önerilen ADG Fresnel lens karakterizasyonu iki farklı yordamlar içerir: ikinci bir CCD kamera dayalı ışık sensörleri, güneş hücreleri ilk kullanır.
Güneş pili uygulama yordam dayalı, MJ güneş pili tarafından oluşturulan photocurrent farklı Fresnel lens kullanmayı yoğunlaştırıcıları ölçülür. İletişim kuralında tanımlanan, VBM güneş simülatörü yapan parabolik aynaya yansıyan ışık yayan bir xenon flaş lambası kullanın. Böyle bir ayna (lens diyaframı ile çakışık) ölçüm uçakta collimated bir ışık demeti üretir. Ayna imalat toleransları ve yüzey pürüzlülüğü nedeniyle, collimated ışık ölçüm uçakta tek tip değildir. Sigara-tekdüzelik güneş simülatörü tarafından oluşturulan olma hata bizim deneysel ölçümler10ana kaynağıdır. Büyük lensler olma ölçme uçak, büyük bir alan üzerinde entegre beri hata olmayan tekdüzelik nedeniyle objektifin boyutuna bağlıdır. Güneş Enerji Enstitü'de kullanılan VBM sistemler güneş simülatörü için 3 x 3 cm optik9± %5 iyi bir tekdüzelik attains. Burada test ADG Fresnel lens için optik olan diyafram 40 x 40 mm, ölçüm üzerinde bütünlük etkisi kritik olabilir. Bu belirsizlik azaltmak için bir başvuru objektif herhangi bir deney öncesinde yeniden ölçülür. Ayrıca, ne zaman bu ölçümler taşıma, objektif ve hücre hizalama sırasında özellikle dikkat etmek önemlidir. Aslında, güneş pili ile ışık spot bir kötü ilk konumlandırma kullandıysanız, defocusing nedeniyle photocurrent azaltma değiştirilmediğinden objektif tarafından hatalı hizalaması, önlemek için döküm tam olarak ortalanmış yerleştirilen gerekir. Oluşabilecek başka bir açık metallization kılavuz (MJ güneş gibi bir sensör Tekdüzen olma kullanılarak kalibre edilmiş ama lensler bir Gauss şekil profil üzerinde ölçümler sırasında döküm kullanılan hücre) farklı gölgelendirme faktörler nedeniyle oluşan hatadır. Metallization deneysel sonuçlar etkilemiyor emin olmak için çeşitli ölçümler objektif yerinden dışarı ve alıcı uçak ışık oracıkta bir sonucu olarak yürütmek yararlıdır. Ölçülen photocurrent önemli ölçüde ne zaman ışık spot kıpırdadığını değişiyorsa, metallization kılavuz ölçümleri etkiliyor anlamına gelir.
Thermopiles10gibi termal olma sensörleri kullanarak Örneğin, birincil bir lens Optik verimliliğini ölçmek uygun başka yöntemleri de vardır. Bu yaklaşımın en büyük dezavantajı bir termal sensör yanıt için herhangi bir flaş-ışık kaynağı çok yavaş olmasıdır. Bu nedenle, bu sadece (hangi are çok duyarlı olma ve diğer hava koşulları spektral dağıtım) açık ölçümleri için uygulanabilir. Önerilen yöntem ile bu sınırlama önlenmiş olur.
Ayrıca, güneş pili kullanarak temel yordam, ayrıca bir lens tarafından ışık spot döküm boyutunu almak mümkün olacaktır. Bunu yapmak için aynı türden çeşitli MJ güneş hücreleri tarafından oluşturulan ve benzer boyutlarda ama farklı photocurrents ölçülmesi gerekir. Kimin boyutu ışık spot oyuncular tarafından objektif küçüktür hücreler için hücre yüzey düşüşler nedeniyle hücreden dışarı dökülmesini ışık olarak ölçülen photocurrent azalır. Buna karşılık, photocurrent hücre yüzeyine ne olursa olsun, objektif tarafından aktarılan tüm ışık güneş pili ulaşır bu yana olan boyutu ışık spot büyüktür MJ güneş hücreleri için sabit kalır. Bu nedenle, hafif nokta boyutu maksimum verimlilik attains en küçük hücre boyutuna eşittir. Bu yöntem için güneş hücreleri sayısı yükseldikçe kullanılan, daha yüksek çözünürlük.
Güneş hücreleri tarif ölçüleri taşımak için uygun bir dizi her zaman kullanılabilir olmadığından, CCD kamera yordamı hafif nokta boyutunu ölçmek için teklif edildi. Işık spot fotoğraf makinesi ile çekilmiş fotoğraflarını kullanarak CCD sensörü, geniş dinamik aralığı sayesinde tepe ve vadi değerleri arasında doğru bir karşılaştırma mümkündür. Olma mutlak değerini hesaplamak için filtreler ve CCD kamera, dahil olmak üzere kendin, kalibrasyon gerekli olacaktır. Yine de, fotoğraflardan bir resim üzerine koyu alandaki ışıklı alan ayırmak ve böylece, hafif nokta boyutunu tahmin etmek mümkündür. Bu teknik ana sakıncaları CCD görüntü algılayıcı ve MJ güneş pili ve ışık kaynakları tarafından üretilen gürültü arasında spektral uyumsuzluk vardır farklı güneş simülatörü tarafından oluşturulan collimated kiriş. İlgili ilk sorun, CCD kamera, sıcak veya soğuk ayna ekleyerek bu spektral yanıt çok üst ve orta alt hücreleri (bkz. şekil 6), benzer elde etmek mümkündür. Ayrıca, arka plan gürültü sınırlamak için bu tamamen VBM simülatörü TMMOB koyulaştırmak gereklidir. Ondan beri onun'hemen hemen tamamen dış ışık kaynakları önlemek mümkün, görüntü işleme çok önemlidir ve iyi programlanmış olmalı. Arka plan gürültü ortadan kaldırılması için en önemli adımdır. Gürültü filtreleme kısmen otomatik olabilir ama pek tahmin edilebilir dış faktörler ile güçlü bağımlılık nedeniyle işlenmiş her resim bir görsel muayene uğrar.
CCD yordam ışık spot boyutu evrimi bir termal odası lensler yerleştirildiği sisteme ekleyerek lens sıcaklık bir fonksiyonu olarak elde etmek için kullanılabilir. Bu durumda, daha önce açıklanan, hata kaynakları yanı sıra objektif sıcaklık ölçümleri belirsizlik ortaya çıkar. Çünkü görüntü algılayıcı termal odası yakın bir noktasında yerleştirilen ama ölçülecek lensler için doğrudan bağlı denetim ısıl (doğrudan bilgisayara bağlı bir) gerçek objektif sıcaklık temsil etmiyor. Bu nedenle, böyle bir termokupl kullanarak ölçülen sıcaklık lensler çevreleyen ortamın ortalama sıcaklık ve mutlaka gerçek objektif sıcaklığına karşılık gelmiyor. Bu yüzden her lens için bağımsız bir ısıl bağlama önerilir. Yine de, büyük olasılıkla bir sıcaklık gradyanı objektif farklı noktaları arasında. Bu belirsizlik kez istenilen sıcaklık termal odası sağlar ve herhangi bir ölçüm yapmadan önce 15-20 dakika kadar Tekdüzen haline sistem sıcaklık izin beklemek daha iyi ölçmek için.

Yoğunlaştırıcı fotovoltaik (VBM) bu teknoloji hızlı Artımlı geliştirme gelişmiş çoklu verimliliğini Kavşağı (MJ) güneş hücreleri yararlanabilir çünkü güneş tabanlı elektrik maliyetini azaltmak için umut verici bir teknolojidir. Bu aygıtların her biri farklı bir yarı iletken bileşik yapılır birkaç alt hücrelerinin (genellikle üç üst, orta ve alt adlandırılan) oluşur. Her alt hücre her elektrik güneş spektrum farklı bir parçası dönüştürmek sağlar başka bir spektral yanıt sonuçlanan bir farklı bandgap vardır. Bu şekilde, MJ güneş hücreleri daha yoğun ışık1altında % 46'sı yüksek değerlerini elde geniş güneş spektrumunun (genellikle 300-1800 nm) istismar yeteneğine sahiptirler. Bu tür fotovoltaik cihazlar yüksek maliyet için telafi etmek için optik sistemleri son sistem maliyetini azaltan olma onlara konsantre için kullanılır. Şu anda, çoğu ticari olarak mevcut yüksek konsantrasyon fotovoltaik (HCPV) sistemleri silikon cam (SoG) hibrid Fresnel lens2üzerinde temel alır. Tüm refraktif optik sistemleri, renk sapması en ağır objektif performans açısından maksimum ulaşılabilir konsantrasyon3 (Yani, minimum ışık spot alan) azalan faktördür. Herhangi bir ek optik elemanları (ikincil optik öğeler olarak anılacaktır için ihtiyaç olmadan maksimum ulaşılabilir konsantrasyon önemli ölçüde artırmak mümkün olduğunu bir achromatic lens ile diğer bir deyişle, son derece düşük renk sapmaları ile bir lens kullanımı yapma 4 , 5).
Achromatic (çünkü onlar iki malzeme farklı dağılım özellikleri ile kaplin cihazlarında genellikle akromatik birini denir) lens tasarımı 18 yüzyıldan beri bilinen olmuştur. Geleneksel akromatik tamamen iki farklı bardak oluşmaktadır: Birincisi taç denir ve düşük dispersiyon, sahipken ikincisi flint denir ve yüksek dağılım var. Ancak, bu tür gözlük ve bunların işlenmesini toplam maliyeti onları satın alınacak HCPV sistemler için yapar. Languy ve co-yazar önerilen akromatik bir kütleye VBM iki plastik oluşan için: poly(methyl methacrylate) (PMMA) ve Polikarbonat (PC)6. Onların makalede, farklı konfigürasyonları ve kendilerine göre üstünlükleri bir karşılaştırmalı analizi sundu ama onların dezavantajlari ve ölçeklenebilirlik, yüksek üretim hitap olmadan.
Burada önerilen ADG Fresnel lens ışık bir belirli kısa dalga boyu ("mavi" ışık) ve bazı uzun dalga ("kırmızı" ışık), tam olarak aynı odak mesafesine sahip şekilde tasarlanmış. Ayrıntılar için standart akromatik birini tasarım yönteminin7başka bir yerde bulunabilir. ADG Fresnel lens yerine geleneksel bir özel harekat Fresnel lens ile elde edilen gelişmeler göstermek için birkaç ray-tracing simülasyonlar gerçekleştirilen. Elde edilen sonuçlar üzerinde ayrıntılı bir rapor4' te sunuldu. ADG Fresnel lens ile geleneksel bir özel harekat Fresnel lens yerine zaman ulaşılabilir konsantrasyonu yaklaşık üç kat aynı optik verimliliği korunarak arttığını en önemli sonucudur. Ayrıca, üretim süreci beri8 ADG elde etmek için öngörülen özel harekat lensler imal etmek istihdam çok benzer ki, konsantrasyon artış maliyeti önemli ölçüde artırmadan elde edilir.
Burada yoğunlaştırıcıları refraktif birincil lens oluşan kapsamlı bir karakterizasyonu gerçekleştirmek için bir iletişim kuralı mevcut ve biz (bir kriter olarak kullanılan) bir geleneksel SoG Fresnel lens hem birkaç ADG Fresnel lens prototip bu iletişim kuralı uygulanır. Bunu yapmak için bir güneş simülatörü VBM için kullanılmıştır. Simülatör ve tüm bileşenleri yanı sıra çalışma ilkelerini, ayrıntılı bir açıklama başka bir yerde9sundu.

<table><tbody><tr><td>HELIOS 3030 SOLAR SIMULATOR</td><td>SAV</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HELIOS 3030 SOFTWARE</td><td>SAV</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HELIOS 3198 CPV SOLAR SIMULATOR</td><td>SAV</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HELIOS 3198 SOFTWARE</td><td>SAV</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM</td><td>Zaber tech.</td><td>T-LSR75A</td><td>Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control.</td></tr><tr><td>3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM</td><td>Zaber tech.</td><td>T-LSM200A</td><td>Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control.</td></tr><tr><td>3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM</td><td>Zaber tech.</td><td>T-LSM200A</td><td>Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control.</td></tr><tr><td>Zaber Console 1.4.7.</td><td>Zaber tech.</td><td></td><td>Software provided by Zaber tech. able to control the automatic postionig platfomr from the computer</td></tr><tr><td>Dichroic filters</td><td>Edmund optics</td><td></td><td>hot and cold mirrors</td></tr><tr><td>Neutral filters</td><td>Edmund optics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silicone on Glass Fresnel lens</td><td></td><td></td><td>Manufactured by Fraunhofer ISE.</td></tr><tr><td>Achromatic Doublet on Glass Fresnel lens</td><td></td><td></td><td>Manufactured at the Solar Energy Institute</td></tr><tr><td>Multi Junction solar cells</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Charged Coupled Device camera</td><td>Qimaging</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Qcapture, CCD camera controlling software</td><td>Qimaging</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thermal Chamber</td><td></td><td></td><td>Designed and manufactured at the IES</td></tr><tr><td>TC-720, thermal chamber controlling software</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

indoor experimental assessment of the efficiency and irradiance spot of the achromatic doublet on glass (adg) fresnel lens for concentrating photovoltaics

Biz akromatik Fresnel lens fotovoltaik uygulamalar için tanımlamak için bir yöntem mevcut. Akromatik tamamen cam (ADG) Fresnel lens üzerinde iki malzeme, bir plastik ve kimin dağılım özellikleri (dalga boyu ile Kırılma indisi varyasyon) farklı bir elastomer oluşmaktadır. Biz ilk lens geometri tasarlanmış ve ray-tracing simülasyon, Monte Carlo yöntemiyle alan--dan görüş optik verimlilik ve maksimum ulaşılabilir konsantrasyon onun performansını çözümlemek için kullanılır. Daha sonra basit ve güvenilir bir yöntem kullanarak ADG Fresnel lens prototipleri üretildi. Bir önceki enjeksiyon plastik parçalar ve bir üst üste laminasyon, elastomer ve ADG Fresnel lens parke imal etmek cam alt katman ile birlikte oluşur. İmal edilmiş objektif profil doğruluğunu bir optik mikroskobu kullanırken optik performansını güneş simülatörü için yoğunlaştırıcı fotovoltaik sistemler kullanılarak hesaplandı incelenir. Simülatör bir xenon flaş lamba ışık verilmiş olan parabolik bir ayna tarafından yansıtılır oluşur. Collimated ışık tayf dağıtım ve açısal diyafram gerçek benzer güneş var. Biz şarj kuplajlı cihaz (CCD) kamera kullanarak ve çeşitli çoklu birleşim (MJ) güneş tarafından üretilen photocurrent ölçme objektif artığını olma spot alarak fotoğraflarını tarafından ADG Fresnel lens optik performansını değerlendirmek başardık hücreleri, daha önce bir güneş simülatörü yoğunlaştırıcı güneş hücreleri için de karakterize. Bu ölçümler akromatik davranış ADG Fresnel lens ve bir sonucu, üretim yöntemleri ve modelleme uygunluğu olarak gösterdi.

Yukarıda açıklanan deneysel testlerden elde edilen en önemli sonuçlar şunlardır: -ADG Fresnel lens akromatik davranışını CCD kamera ölçümleri (Şekil 7) kullanarak gösterilmiştir. -Optik verimliliği (orantılı bir ışık sensörü kullanılan MJ hücre tarafından ölçülen geçerli) hücre optimum odak mesafesi ve odak mesafesini eksen (şekil 8) boyunca hareket ettiğinde ADG Fresnel lens büyük bir hoşgörü gösterir. -Spot döküm ADG objektif tarafından boyutunu farklı sıcaklıklarda (Şekil 9) için büyük bir hoşgörü gösterir.
Objektif alıcı mesafe bir fonksiyonu olarak spot çapı evrimi mercekler, bir geleneksel SoG Fresnel lens ve ADG Fresnel lens için Şekil 7 ' de gösterilmiştir. Üst ve orta alt hücreler ayrı ayrı iki dikroik filtreler aracılığıyla analiz edilmiştir, sıcak bir ayna 700 yüksek bir dalga boyu ile filtreleme ışık nm ve bir soğuk ayna olan dalga boyu 700 kısa ışık filtreleme nm. Şekil 7aiçinde iki eğri minima zorla göç ettirilmiş görülebilir. Renk sapmaları nedeniyle bu: kısa dalga boyları için Kırılma indisi daha yüksek olduğu için mavi ışık için odak noktası için objektif yakındır. Daha sonra mavi ışık için minimum nokta soldaki (objektif doğru) yerlerinden ve kırmızı ışık için minimum nokta sağdaki (sonsuz doğru) yerlerinden olduğunu. Bunun tersi olarak, şekil 7biçinde bu ADG Fresnel lens için mavi ışık için minimum nokta konumunu tam olarak kırmızı ışık, objektif akromatik davranışı sergiler kanıtlamak için minimum nokta karşılık geldiğini, görülebilmektedir.
Göreli hücre-cam mesafesi bir fonksiyonu şekil 8' de gösterildiği gibi konsantre bir lens tarafından aydınlatılmış bir MJ güneş pili tarafından oluşturulan normalleştirilmiş photocurrent evrimi. ADG Fresnel lens için eğrinin daha geniş açıdan akromatik tasarımı sayesinde, bu objektif bir deplasman için geleneksel bir özel harekat Fresnel lens daha yüksek bir tolerans optik eksen boyunca optimum pozisyonundan olduğu anlamına gelir. Sonuç olarak, ADG lensler daha hoşgörülü montaj hataları veya değiştirir odak uzaklığı, örneğin, bir sıcaklık değişimi herhangi bir fenomen vardır.
Son olarak, objektif tarafından ışık spot döküm varyasyon objektif sıcaklık fonksiyonu olarak Şekil 9' da gösterilmiştir. Üst ve orta alt hücreleri dikroik filtreler aracılığıyla (sıcak ve soğuk aynalar) ayrı ayrı analiz edilmiştir. Lensler onların sıcaklık12denetlemek için şeffaf bir kapak cam termal bir oda içinde konulmuştur. Şekil 9 grafiklerde nasıl sıcaklık değişimi bir alt başvuru SoG Fresnel lens üzerinde ADG Fresnel lens etkiler gösterir. Aslında, ikincisi, 20 ° c sıcaklık artışı için ışık spot boyutu genişlemesi önemlidir: çapı yaklaşık % 30 üst alt hücre için daha büyük ve 60 's % orta alt hücre için büyük. Aksine, ADG lens için en kötü durumda bile % 20 altında artmasıdır. Yani bile açık çalışma koşulları içinde güçlü termal gezi ile ADG lens kullanarak sistem performansını daha kararlı yapar.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig7.jpg"> 
Şekil 7. Spot çapı objektif alıcı mesafe bir fonksiyonu olarak ölçülür. Spot çapı enerjinin o dahil olmak üzere %95 tanımlanır. Kırmızı kesik çizgiler temsil daha uzun dalga boyları için spot çapı (Bu genellikle dönüştürülmüş MJ güneş pilleri, Yaniorta alt hücre tarafından., 650-900 nm) ve mavi sürekli çizgiler temsil daha kısa dalga boyları için spot çapı (Bu genellikle kapalı üst subcell, Yani, 350-650 nm tarafından). (bir) özel harekat Fresnel lens, (b) ADG Fresnel lens. Bu rakam8değiştirildi. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig8v2.jpg"> 
Şekil 8. Normalleştirilmiş photocurrent kimin çapı 3 mm bir göreli hücre cam mesafesi fonksiyonudur MJ güneş pili tarafından oluşturulan. Her eğrinin maksimum değeri tarafından ayrılmıştır. X-ekseninde üç lensler için sıfır (spot nerede azaltır) en uygun odak uzaklığını gösterir. Arka plan eğrileri temsil üst (dairesel işaretleri) tarafından oluşturulan normalleştirilmiş photocurrents ve orta (üçgen işaretleyicileri) alt hücreleri. ADG_v2 geliştirilmiş bir ADG Fresnel lens tasarımı var. MJ güneş pili (üst ve orta photocurrents arasında en az değer) tarafından üretilen normalleştirilmiş geçerli netlik uğruna belirtti. Bu rakam 13değiştirildi. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig9.jpg"> 
Şekil 9. Objektif sıcaklık fonksiyonu olarak göreli nokta boyutu. (A)sonuçları üst alt hücre (sıcak dikroik ayna filtre kullanarak yürütülen ölçüm) için ilgili. (B) sonuçları orta alt hücre (soğuk dikroik ayna filtre kullanarak yürütülen ölçüm) için ilgili. Göreli nokta boyutu nokta boyutu bölme her lens için ölçülen en düşük değer elde edilir. Bu rakam13değiştirildi. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig9large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics at Jo

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

Camına akromatik gelir (ADG) Fresnel lens yapar farklı dağılımı ile iki malzemelerin renk sapmaları azaltmak ve ulaşılabilir konsantrasyonu artırmak için kullanın. Bu yazıda, ADG Fresnel lens tam karakterizasyonu için bir protokol sunulmuştur.

Verimlilik ve fotovoltaik konsantre için cam (ADG) Fresnel Lens üzerinde akromatik eş fincan olma kapalı deneysel değerlendirilmesi

We present a method to characterize achromatic Fresnel lenses for photovoltaic applications. The achromatic doublet on glass (ADG) Fresnel lens is ...

indoor-experimental-assessment-efficiency-irradiance-spot-achromatic

Research

JoVE Journal

Engineering

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

8.8K Görüntüleme.  Universidad Politécnica de Madrid. Camına akromatik gelir (ADG) Fresnel lens yapar farklı dağılımı ile iki malzemelerin renk sapmaları azaltmak ve ulaşılabilir konsantrasyonu artırmak için kullanın. Bu yazıda, ADG Fresnel lens tam karakterizasyonu için bir protokol sunulmuştur.

Video: Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents and hence higher efficiencies. Photon up-conversion by way of triplet-triplet annihilation (TTA-UC) is an attractive technique for using these otherwise wasted low energy photons to produce photocurrent, while not interfering with the photoanodic performance in a deleterious manner. Further to this, TTA-UC has a number of features, distinct from other reported photon up-conversion technologies, which renders it particularly suitable for coupling with DSC technology. In this work, a proven high performance TTA-UC system, comprising a palladium porphyrin sensitizer and rubrene emitter, is combined with a high performance DSC (utilizing the organic dye D149) in an integrated device. The device shows an enhanced response to sub-bandgap light over the absorption range of the TTA-UC sub-unit resulting in the highest figure of merit for up-conversion assisted DSC performance to date.

An integrated device, incorporating a dye-sensitized solar cell and triplet-triplet annihilation up-conversion unit was produced, affording enhanced light harvesting, from a wider section of the solar spectrum. Under modest irradiation levels a significantly enhanced response to low energy photons was demonstrated, yielding a record figure of merit for dye-sensitized solar cells.

Bir Üçüz-üçlü Annihilation&#39;ın Up-dönüşüm Sistemi entegre Alt-bandaralıklı Işık Boya duyarlı Solar Hücre Yanıtı arttırmak için

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Mühendislik

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent thermal evaporation, and it absorbs visible light strongly. However, for a long time the record power conversion efficiency of SnS solar cells remained below 2%. Recently we demonstrated new certified record efficiencies of 4.36% using SnS deposited by atomic layer deposition, and 3.88% using thermal evaporation. Here the fabrication procedure for these record solar cells is described, and the statistical distribution of the fabrication process is reported. The standard deviation of efficiency measured on a single substrate is typically over 0.5%. All steps including substrate selection and cleaning, Mo sputtering for the rear contact (cathode), SnS deposition, annealing, surface passivation, Zn(O,S) buffer layer selection and deposition, transparent conductor (anode) deposition, and metallization are described. On each substrate we fabricate 11 individual devices, each with active area 0.25 cm2. Further, a system for high throughput measurements of current-voltage curves under simulated solar light, and external quantum efficiency measurement with variable light bias is described. With this system we are able to measure full data sets on all 11 devices in an automated manner and in minimal time. These results illustrate the value of studying large sample sets, rather than focusing narrowly on the highest performing devices. Large data sets help us to distinguish and remedy individual loss mechanisms affecting our devices.

Tin sulfide (SnS) is a candidate material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. Here, we demonstrate the fabrication procedure of the SnS solar cells employing atomic layer deposition, which yields 4.36% certified power conversion efficiency, and thermal evaporation which yields 3.88%.

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

Fabrication of High Contrast Gratings for the Spectrum Splitting Dispersive Element in a Concentrated Photovoltaic System

High contrast gratings are designed and fabricated and its application is proposed in a parallel spectrum splitting dispersive element that can improve the solar conversion efficiency of a concentrated photovoltaic system. The proposed system will also lower the solar cell cost in the concentrated photovoltaic system by replacing the expensive tandem solar cells with the cost-effective single junction solar cells. The structures and the parameters of high contrast gratings for the dispersive elements were numerically optimized. The large-area fabrication of high contrast gratings was experimentally demonstrated using nanoimprint lithography and dry etching. The quality of grating material and the performance of the fabricated device were both experimentally characterized. By analyzing the measurement results, the possible side effects from the fabrication processes are discussed and several methods that have the potential to improve the fabrication processes are proposed, which can help to increase the optical efficiency of the fabricated devices.

The fabrication of high contrast gratings as the parallel spectrum splitting dispersive element in a concentrated photovoltaic system is demonstrated. Fabrication processes including nanoimprint lithography, TiO2 sputtering and reactive ion etching are described. Reflectance measurement results are used to characterize the optical performance.

Bir Konsantre Fotovoltaik Sistemde Spectrum Yarma Dağılım Eleman Yüksek Kontrast Gratings imalatı

High contrast gratings are designed and fabricated and its application is proposed in a parallel spectrum splitting dispersive element that can improve ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve<em&gt; In Situ</em&gt; Morfoloji Karakterizasyonu

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal inks. For the photoactive absorber layer, colloidal CdTe and CdSe nanocrystals (3-5 nm) are synthesized using an inert hot injection technique and cleaned with precipitations to remove excess starting reagents. Similarly, gold nanocrystals (3-5 nm) are synthesized under ambient conditions and dissolved in organic solvents. In addition, precursor solutions for transparent conductive indium tin oxide (ITO) films are prepared from solutions of indium and tin salts paired with a reactive oxidizer. Layer-by-layer, these solutions are deposited onto a glass substrate following annealing (200-400 &#176;C) to build the nanocrystal solar cell (glass/ITO/CdSe/CdTe/Au). Pre-annealing ligand exchange is required for CdSe and CdTe nanocrystals where films are dipped in NH4Cl:methanol to replace long-chain native ligands with small inorganic Cl- anions. NH4Cl(s) was found to act as a catalyst for the sintering reaction (as a non-toxic alternative to the conventional CdCl2(s) treatment) leading to grain growth (136&#177;39 nm) during heating. The thickness and roughness of the prepared films are characterized with SEM and optical profilometry. FTIR is used to determine the degree of ligand exchange prior to sintering, and XRD is used to verify the crystallinity and phase of each material. UV/Vis spectra show high visible light transmission through the ITO layer and a red shift in the absorbance of the cadmium chalcogenide nanocrystals after thermal annealing. Current-voltage curves of completed devices are measured under simulated one sun illumination. Small differences in deposition techniques and reagents employed during ligand exchange have been shown to have a profound influence on the device properties. Here, we examine the effects of chemical (sintering and ligand exchange agents) and physical treatments (solution concentration, spray-pressure, annealing time and annealing temperature) on photovoltaic device performance.

This protocol describes the synthesis and solution deposition of inorganic nanocrystals layer by layer to produce thin film electronics on non-conductive surfaces. Solvent-stabilized inks can produce complete photovoltaic devices on glass substrates via spin and spray coating following post-deposition ligand exchange and sintering.

Tam Çözüm İşlenmiş İnorganik nanokristal Fotovoltaik Cihazlarının İmalatı

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction of degradation mechanisms and prevention of module field failure can consequently decrease investment risks as well as increase the electricity yield. An improved knowledge level can for these reasons significantly decrease the total costs of PV electricity. 
In order to better understand and minimize the degradation of PV modules, the occurring degradation mechanisms and conditions should be identified. This should preferably happen under combined stresses, since modules in the field are also simultaneously exposed to multiple stress factors. Therefore, two 'Combined Stress test with in situ measurement' setups have been designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, illumination, and electrical biases as independently controlled stress factors on solar cells and minimodules. The setups also allow real-time monitoring of the electrical properties of these samples. This protocol presents these setups and describes the experimental possibilities. Moreover, results obtained with these setups are also presented: various examples about the influence of both deposition and degradation conditions on the stability of thin film Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) as well as Cu2ZnSnSe4 (CZTS) solar cells are described. Results on the temperature dependency of CIGS solar cells are also presented.

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

Two &#39;Combined Stress test with in situ measurement&#39; setups, which allow real-time monitoring of accelerated degradation of solar cells and modules, were designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, electrical biases, and illumination as independently controlled stress factors. The setups and various experiments executed are presented.

Situ Güneş hücreleri ve modüllerin hızlandırılmış performans düşüşü izleme: Cu (In, Ga) Se2 güneş hücreleri için bir örnek çalışma

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

CO2 Photoreduction to CH4 Performance Under Concentrating Solar Light

We demonstrate a method for the enhancement of CO2 photoreduction. As the driving force of a photocatalytic reaction is from solar light, the basic idea is to use concentration technology to raise the incident solar light intensity. Concentrating a large-area light onto a small area cannot only increase light intensity, but also reduce the catalyst amount, as well as the reactor volume, and increase the surface temperature. The concentration of light can be realized by different devices. In this manuscript, it is realized by a Fresnel lens. The light penetrates the lens and is concentrated on a disc-shaped catalyst. The results show that both the reaction rate and the total yield are efficiently increased. The method can be applied to most CO2 photoreduction catalysts, as well as to similar reactions with a low reaction rate at natural light.

CO2 Photoreduction to CH4 Performance Under Concentrating Solar Light

We present a protocol for improving the performance of CO2 photoreduction to CH4 by heightening the incident light intensity via concentrating solar energy technology.

CO2 fotoreğitimlik ch4 performans altında konsantre güneş ışığı

We demonstrate a method for the enhancement of CO2 photoreduction. As the driving force of a photocatalytic reaction is from solar light, the basic idea ...

X-ray Beam Induced Current Measurements for Multi-Modal X-ray Microscopy of Solar Cells

X-ray beam induced current (XBIC) measurements allow mapping of&#160;the nanoscale performance of electronic devices such as solar cells. Ideally, XBIC is employed simultaneously with other techniques within a multi-modal X-ray microscopy approach. An example is given herein combining XBIC with X-ray fluorescence to enable point-by-point correlations of the electrical performance with chemical composition. For the highest signal-to-noise ratio in XBIC measurements, lock-in amplification plays a crucial role. By this approach, the X-ray beam is modulated by an optical chopper upstream of the sample. The modulated X-ray beam induced electrical signal is amplified and demodulated to the chopper frequency using a lock-in amplifier. By optimizing low-pass filter settings, modulation frequency, and amplification amplitudes, noise can efficiently be suppressed for the extraction of a clear XBIC signal. A similar setup can be used to measure the X-ray beam induced voltage (XBIV). Beyond standard XBIC/XBIV measurements, XBIC can be measured with bias light or bias voltage applied such that outdoor working conditions of solar cells can be reproduced during in-situ and operando measurements. Ultimately, the multi-modal and multi-dimensional evaluation of electronic devices at the nanoscale enables new insights into the complex dependencies between composition, structure, and performance, which is an important step towards solving the materials&#39; paradigm.

A setup for X-ray beam induced current measurements at synchrotron beamlines is described. It unveils the nanoscale performance of solar cells and extends the suite of techniques for multi-modal X-ray microscopy. From wiring to signal-to-noise optimization, it is shown how to perform state-of-the-art XBIC measurements at a hard X-ray microprobe.

Güneş Pillerinin Çok Modal X-ışını Mikroskobu için X-ışını Indüklenen Akım Ölçümleri

X-ray beam induced current (XBIC) measurements allow mapping of&#160;the nanoscale performance of electronic devices such as solar cells. Ideally, XBIC is ...

Measuring the Behavioral Effects of Intraocular Scatter

Intraocular scatter, with its associated functional manifestations, is a leading cause of automotive accidents and a significant biomarker of covert and overt ocular disease (e.g., diseases of the cornea and lens). Nearly all current methods of measuring the behavioral consequences of light scatter, however, suffer from various limitations mostly reflecting a lack of construct and content validity: to wit, the measures do not adequately reflect real world conditions (e.g., artificial light vs. sunlight) or everyday tasks (e.g., recognition under visually demanding conditions).
This protocol describes two novel, ecologically valid methods of measuring the behavioral effects of intraocular scatter by quantifying scatter geometry and visual recognition under glare conditions. The former was measured by assessing the diameter of halos and spokes that resulted from a bright point source. Light spread (essentially, the point spread function determined using Rayleigh criteria) was quantified by determining the minimum perceivable distance between two small points of broad-band light. The latter was done based on the identification of letters formed using apertures through which bright light was shone.

In this protocol, we outline the conceptual design elements and structural development of a glare acuity apparatus. Additionally, the design of a device for measuring positive dysphotopsia (halos, spokes) and two-point light thresholds is described.

Göz İçi Saçılımın Davranışsal Etkilerinin Ölçülmesi

Intraocular scatter, with its associated functional manifestations, is a leading cause of automotive accidents and a significant biomarker of covert and ...

Davranış

In situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering on Roll-To-Roll Coating of Organic Solar Cells with Laboratory X-ray Instrumentation

We present an in-house, in situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS) experiment, developed to probe the drying kinetics of roll-to-roll slot-die coating of the active layer in organic photovoltaics (OPVs), during deposition. For this demonstration, the focus is on the combination of P3HT:O-IDTBR and P3HT:EH-IDTBR, which have different drying kinetics and device performance, despite their chemical structure only varying slightly by the sidechain of the small molecule acceptor. This article provides a step-by-step guide to perform an in situ GISAXS experiment and demonstrates how to analyze and interpret the results. Usually, performing this type of in situ X-ray experiments to investigate the drying kinetics of the active layer in OPVs relies on access to synchrotrons. However, by using and further developing the method described in this paper, it is possible to perform experiments with a coarse temporal and spatial resolution, on a day-to-day basis to gain fundamental insight in the morphology of drying inks.

This paper is a demonstration and a guideline to perform and analyze in-house (with a laboratory X-ray instrument) in situ GISAXS experiments of drying inks on roll-to-roll slot-die coated, non-fullerene organic photovoltaics.

In situ Otlatma Insidans Küçük Açılı X-ışını Laboratuvar X-ışını Enstrümantasyon ile Organik Güneş Pillerinin Rulodan Ruloya Kaplama üzerine Saçılma

We present an in-house, in situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS) experiment, developed to probe the drying kinetics of roll-to-roll ...

Verimlilik ve fotovoltaik konsantre için cam (ADG) Fresnel Lens üzerinde akromatik eş fincan olma kapalı deneysel değerlendirilmesi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Bir Üçüz-üçlü Annihilation'ın Up-dönüşüm Sistemi entegre Alt-bandaralıklı Işık Boya duyarlı Solar Hücre Yanıtı arttırmak için

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Bir Konsantre Fotovoltaik Sistemde Spectrum Yarma Dağılım Eleman Yüksek Kontrast Gratings imalatı

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve

Tam Çözüm İşlenmiş İnorganik nanokristal Fotovoltaik Cihazlarının İmalatı

Situ Güneş hücreleri ve modüllerin hızlandırılmış performans düşüşü izleme: Cu (In, Ga) Se₂ güneş hücreleri için bir örnek çalışma

CO₂ fotoreğitimlik ch₄ performans altında konsantre güneş ışığı

Güneş Pillerinin Çok Modal X-ışını Mikroskobu için X-ışını Indüklenen Akım Ölçümleri

Göz İçi Saçılımın Davranışsal Etkilerinin Ölçülmesi

In situ Otlatma Insidans Küçük Açılı X-ışını Laboratuvar X-ışını Enstrümantasyon ile Organik Güneş Pillerinin Rulodan Ruloya Kaplama üzerine Saçılma