achromatic नक़ल ग्लास (ADG) Fresnel लेंस पर रंगीन विचलन को कम करने और प्राप्य एकाग्रता बढ़ाने के लिए भिन्न फैलाव के साथ दो सामग्रियों का उपयोग करता है । इस पत्र में, ADG Fresnel लेंस के पूर्ण लक्षण वर्णन के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है ।
हम एक विधि के लिए फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों के लिए achromatic Fresnel लेंस विशेषताएं मौजूद हैं । काँच पर achromatic नक़ल (ADG) Fresnel लैंस दो सामग्रियों, एक प्लास्टिक और एक elastomer से बना है, जिसका फैलाव विशेषताओं (अपवर्तन तरंग दैर्ध्य के साथ एक प्रकार की अनुक्रमणिका भिन्नता) भिन्न हैं. हम पहले लेंस ज्यामिति डिजाइन और फिर इस्तेमाल किया रे अनुरेखण सिमुलेशन, मोंटे कार्लो विधि के आधार पर, दोनों ऑप्टिकल दक्षता और अधिकतम प्राप्य एकाग्रता के दृष्टिकोण से अपने प्रदर्शन का विश्लेषण करने के लिए । बाद में, ADG Fresnel लेंस प्रोटोटाइप एक सरल और विश्वसनीय विधि का उपयोग कर निर्मित किया गया । यह प्लास्टिक भागों और एक लगातार फाड़ना के एक पूर्व इंजेक्शन के होते हैं, एक साथ elastomer और एक गिलास सब्सट्रेट करने के लिए ADG Fresnel लेंस के सुखप्रद बनाना । निर्मित लेंस प्रोफ़ाइल की सटीकता की जांच की है एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए अपने ऑप्टिकल प्रदर्शन ध्यानी फोटोवोल्टिक प्रणालियों के लिए एक सौर सिंयुलेटर का उपयोग कर मूल्यांकन किया है । सिम्युलेटर एक क्सीनन फ्लैश लैंप जिसका उत्सर्जित प्रकाश एक अणुवृत्त दर्पण द्वारा परिलक्षित होता है से बना है । collimated प्रकाश एक वर्णक्रमीय वितरण और असली सूरज के समान एक कोणीय एपर्चर है । हम एक आरोप-युग्मित डिवाइस (सीसीडी) कैमरे का उपयोग कर लेंस द्वारा कास्ट विकिरण स्पॉट की तस्वीरें लेने और बहु जंक्शन (एम. ए.) सौर के कई प्रकार के द्वारा उत्पंन photocurrent को मापने के ADG Fresnel लेंस के ऑप्टिकल प्रदर्शन का आकलन करने में सक्षम थे सेल, जो पहले ध्यानी सौर कोशिकाओं के लिए एक सौर सिंयुलेटर पर विशेषता किया गया है । इन माप ADG Fresnel लेंस के achromatic व्यवहार का प्रदर्शन किया है और, एक परिणाम के रूप में, मॉडलिंग और विनिर्माण विधियों की उपयुक्तता ।
फोकसर फोटोवोल्टिक (CPV) सौर आधारित बिजली की लागत को कम करने के लिए एक आशाजनक तकनीक है क्योंकि यह तकनीक एडवांस्ड मल्टी जंक्शन (एम. ए.) सौर कोशिकाओं की दक्षता में तेजी से वृद्धिशील सुधार का लाभ ले सकती है । इन उपकरणों के कई उप कोशिकाओं से बना रहे है (आमतौर पर तीन शीर्ष के रूप में नाम, मध्य, और नीचे) जिनमें से प्रत्येक एक अलग अर्धचालक यौगिक से बना है । हर उप सेल एक अलग bandgap एक अलग वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया है, जो प्रत्येक सौर स्पेक्ट्रम के एक विशिष्ट हिस्सा बिजली में परिवर्तित करने के लिए सक्षम बनाता है में जिसके परिणामस्वरूप है । इस रास्ते में, मूवीस सौर सेल सौर स्पेक्ट्रम की एक विस्तृत श्रृंखला का दोहन करने में सक्षम है (आमतौर पर ३००-१८०० एनएम) दक्षता मूल्यों को प्राप्त करने केंद्रित प्रकाश के तहत ४६% से अधिक%1। इस तरह के फोटोवोल्टिक उपकरणों की उच्च लागत के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए, ऑप्टिकल सिस्टम उन पर विकिरण ध्यान केंद्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो अंतिम प्रणाली लागत कम कर देता है । वर्तमान में, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उच्च एकाग्रता फोटोवोल्टिक (HCPV) प्रणालियों के सबसे सिलिकॉन पर आधारित है ग्लास (एसओजी) संकर Fresnel लेंस2। सभी अपवर्तन ऑप्टिकल प्रणालियों में, रंगीन वाकया अधिकतम प्राप्य एकाग्रता3 (यानी, न्यूनतम प्रकाश स्थान क्षेत्र) के संदर्भ में सबसे गंभीर रूप से लेंस के प्रदर्शन को कम करने का कारक है । एक achromatic लेंस का उपयोग करना, कि है, उच्च कम रंगीन विचलन के साथ एक लेंस, यह महत्वपूर्ण किसी भी अतिरिक्त ऑप्टिकल तत्वों के लिए एक की आवश्यकता के बिना अधिकतम प्राप्य एकाग्रता में वृद्धि संभव है (माध्यमिक ऑप्टिकल तत्वों के रूप में संदर्भित 4 , 5).
achromatic लेंस के डिजाइन (सामांयतः achromatic दोहरी कहा जाता है क्योंकि वे अलग फैलाव विशेषताओं के साथ दो सामग्री युग्मन गढ़े हैं) है अच्छी तरह से 18 वीं सदी के बाद से जाना जाता है । पारंपरिक achromatic नक़ल दो अलग चश्मे से बना है: पहले एक मुकुट कहा जाता है और कम फैलाव है, जबकि दूसरा एक चकमक कहा जाता है और उच्च फैलाव है । हालांकि, चश्मे और उनके प्रसंस्करण के इन प्रकार की कुल लागत उंहें HCPV प्रणालियों के लिए सस्ती बनाता है । Languy और सह-लेखकों ने दो प्लास्टिक: पॉली (मिथाइल methacrylate) (पीएमएमए) और पाली कार्बोनेट (पीसी)6की रचना CPV के लिए एक achromatic नक़ल का प्रस्ताव किया । अपने लेख में, विभिंन विंयास और उनके लाभ पर एक तुलनात्मक विश्लेषण प्रस्तुत किया है, लेकिन उच्च उत्पादन में उनके manufacturability और दरिद्रता पते के बिना ।
ADG Fresnel लेंस यहां का प्रस्ताव इस तरह से डिजाइन किया गया है कि एक निश्चित कम तरंग दैर्ध्य में प्रकाश (“नीला” प्रकाश) और एक निश्चित लंबी तरंग दैर्ध्य (“लाल” प्रकाश) बिल्कुल एक ही फोकल दूरी है । मानक achromatic दोहरी के लिए डिज़ाइन विधि का विवरण7कहीं और पाया जा सकता है । कई रे अनुरेखण सिमुलेशन बाहर किया गया है के लिए एक पारंपरिक एसओजी Fresnel लेंस के बजाय एक ADG Fresnel लेंस का उपयोग कर प्राप्त सुधार प्रदर्शित करता है । प्राप्त परिणामों पर एक विस्तृत रिपोर्ट4में प्रस्तुत किया गया था । सबसे महत्वपूर्ण परिणाम यह है कि जब एक ADG Fresnel लेंस के साथ एक पारंपरिक एसओजी Fresnel लेंस प्रतिस्थापन, प्राप्य एकाग्रता के बारे में तीन गुना बढ़ जाती है, जबकि एक ही ऑप्टिकल दक्षता को बनाए रखने । इसके अलावा, के बाद से विनिर्माण प्रक्रिया8 ADG प्राप्त करने की परिकल्पना की बहुत से कार्यरत एक के समान है एसओजी लेंस बनाना, एकाग्रता में वृद्धि काफी लागत बढ़ाने के बिना प्राप्त किया जाएगा ।
यहां हम एक एक अपवर्तन के रूप में शामिल करने के लिए एक व्यापक विशेषता का वर्णन करने के लिए प्रोटोकॉल प्रस्तुत करने के लिए मुख्य है, और हम दोनों एक पारंपरिक एसओजी Fresnel लेंस (एक बेंचमार्क के रूप में इस्तेमाल किया) और कई ADG Fresnel लेंस प्रोटोटाइप । ऐसा करने के लिए, CPV के लिए एक सौर सिंयुलेटर इस्तेमाल किया गया है । सिम्युलेटर और इसके सभी घटकों, साथ ही इसके ऑपरेटिंग सिद्धांतों का एक विस्तृत विवरण,9कहीं प्रस्तुत किया गया है ।
1. लेंस मॉडलिंग का उपयोग कर रे अनुरेखण सिमुलेशन मॉडल तैयारी आयात ADG Fresnel लेंस ज्यामिति रे में सिमुलेशन सॉफ्टवेयर अनुरेखण और इस तरह के ट्रांसमीटर के रूप में सामग्री गुण सेट और अपवर्तन सूचकांक. नोट: ADG Fresnel डिजाइन सौर ऊर्जा संस्थान में विकसित किया गया है और यह कंप्यूटर जैसे Fermat & #39; s सिद्धांत और स्नेल & #39; s कानून के रूप में बुनियादी प्रकाशिकी सिद्धांतों पर आधारित कोड होते हैं । लेंस रचना सामग्री के फैलाव घटता डिजाइन विधि विकसित करने के लिए इस्तेमाल किया गया है । डिज़ाइन विधि का विस्तृत वर्णन कहीं प्रस्तुत है 4 . ऐसे कोणीय एपर्चर और वर्णक्रमीय वितरण के रूप में सूर्य की असली संपत्तियों के साथ एक प्रकाश स्रोत सेट । जगह नाममात्र फोकल दूरी के बराबर लेंस से एक दूरी पर एक रिसीवर ।
फिगर 1 . रे-अनुरेखण सिमुलेशन मॉडल का स्क्रीनशॉट । यह प्रकाश स्रोत का निरीक्षण करने के लिए संभव है, ADG Fresnel लेंस (ग्लास सब्सट्रेट, elastomer, और प्लास्टिक द्वि-Fresnel लेंस शामिल), और बाहर निकलने पर विकिरण लेंस एपर्चर (लेंस रिसीवर) और विकिरण को मापने के लिए इस्तेमाल किया रिसीवर (सौर सेल रिसीवर) । इस फिगर का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें । सिमुलेशन चलाने और इस तरह के अधिकतम प्राप्य एकाग्रता और लेंस ऑप्टिकल दक्षता के रूप में वांछित परिणामों की गणना । प्राप्य एकाग्रता लेंस ऑप्टिकल एपर्चर और रिसीवर जहां जगह डाली है के क्षेत्र के बीच अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है । ऑप्टिकल दक्षता रिसीवर में सत्ता और लेंस ऑप्टिकल एपर्चर पर सत्ता के बीच अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है १० . नोट: रिसीवर के क्षेत्र में आदेश में यह सुनिश्चित करने के लिए कि रिसीवर हर रे लेंस द्वारा प्रेषित एकत्र लेंस द्वारा डाली प्रकाश स्थान से बहुत बड़ा है । इस तरह, गणना ऑप्टिकल दक्षता खाते में सामग्री अवशोषण, प्रतिबिंब के कारण नुकसान में ले जाता है, और विनिर्माण बाधाओं (मसौदा कोण और कोने और घाटियों में टिप दौर) । दोहराएँ चरण १.१. और १.२. एक पारंपरिक सिलिकॉन पर शीशे का अनुकरण (एसओजी) Fresnel के बजाय एक ADG Fresnel लेंस बेंचमार्क के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए. 2. सौर सेल लक्षण चित्रा 2 . ध्यान देने वाला सौर कोशिकाओं के लिए सौर सिंयुलेटर । सौर सिंयुलेटर की तस्वीर केंद्रित विकिरण के तहत सौर कोशिकाओं की विशेषता के लिए इस्तेमाल किया । आंकड़ा के शीर्ष पर, यह दीपक जिसकी स्थिति एकाग्रता स्तर निर्धारित करता है निरीक्षण करने के लिए संभव है । नीचे, संदर्भ घटक सौर कोशिकाओं और ड्यूट के साथ मापने विमान दिखाया गया है । तस्वीर के बाईं ओर, यह इलेक्ट्रॉनिक उपकरण (बिजली की आपूर्ति और DAQ) और कंप्यूटर के लक्षण वर्णन प्रदर्शन करने के लिए इस्तेमाल की सराहना करने के लिए संभव है । इस फिगर का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें । सौर सेल लक्षण के लिए सौर सिंयुलेटर के अंशांकन सौर सिंयुलेटर के अंदर जगह संदर्भ घटक कोशिकाओं (ऊपर, मध्य, और नीचे), भी isotypes के रूप में जाना जाता है, जो एक संदर्भ के तहत तुले थे स्पेक्ट्रम और डिवाइस के तहत परीक्षण (ड्यूट), कि है, सौर सेल मापा जा करने के लिए. नोट: संदर्भ कोशिकाओं और ड्यूट को मापने विमान में गैर समान रोशनी के कारण संभव त्रुटियों को कम करने के लिए संभव के रूप में एक साथ बंद के रूप में रखें. के लिए एकाग्रता के वांछित स्तर तक पहुंचने के लिए फ्लैश लैंप पोजिशनिंग (ऊंचाई) समायोजित करें । आगे दीपक मापने विमान से है, कम एकाग्रता हासिल की । वर्णक्रमीय वितरण दीपक की स्थिति और फ्लैश तीव्रता पर निर्भर करता है । वर्णक्रमीय वितरण को समायोजित करने के लिए आवश्यक फ़िल्टर्स जोड़ें । एक संदर्भ स्पेक्ट्रम के समान वितरण प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया 2.2.1 चरण में वर्णित है । कनेक्ट isotypes और ड्यूट के लिए डेटा प्राप्ति (DAQ) सौर सिंयुलेटर के बोर्ड । एक पाठ संपादक का उपयोग , एक पाठ फ़ाइल ध्रुवीकरण मूल्यों से युक्त बनाने के लिए सेल वर्तमान वोल्टेज (IV) वक्र माप में इस्तेमाल किया जाएगा । पाठ फ़ाइल में प्रति वोल्टेज बिंदु एक पंक्ति है । उच्च वक्र परिभाषा में अधिक वोल्टेज अंक परिणाम । चूंकि सभी शामिल सौर कोशिकाओं एम सी सौर कोशिकाओं रहे हैं, ध्रुवीकरण मूल्यों 0 v और ३.१ v. के बीच मूल्यों के शामिल हैं मापन फ्लैश क्षय भर में प्रकाश की तीव्रता एक प्रारंभिक शिखर है और फिर कम करने के लिए शुरू होता है ( चित्रा 3 ). प्रकाश वर्णक्रमीय वितरण भी फ्लैश पल्स भर में संशोधित किया गया है । एक पारंपरिक मूवीस सौर सेल अलग bandgaps है कि श्रृंखला में जुड़े रहे है के साथ तीन उप कोशिकाओं से बना है । प्रत्येक उप सेल सौर स्पेक्ट्रम के एक अलग हिस्से में बिजली बदल सकते हैं । इसलिए, वर्तमान में एम. ए. सौर सेल द्वारा उत्पंन की है हमेशा उप सेल से कम वर्तमान उत्पादन सीमित है । एक सटीक माप करने के लिए, एक विकिरण स्तर का चयन करें जहां दोनों isotypes, ऊपर और मध्य उप-कक्षों के संगत, ठीक उसी विकिरण स्तर का संकेत देते हैं । यह पुष्टि करता है कि सेल लक्ष्य एकाग्रता स्तर और स्पेक्ट्रम के तहत मापा जाता है । तथ्य यह है कि विकिरण स्तर नीचे उप कोशिका द्वारा संकेत दिया संयोग नहीं है उपेक्षित किया जा सकता है । इसका कारण यह है वाणिज्यिक जीई-एम एम सी सौर सेल इस उप सेल द्वारा वर्तमान सीमित कभी नहीं कर रहे हैं । चित्रा ३ इस कार्यविधि का ग्राफ़िकल स्पष्टीकरण दर्शाया गया है. एक बार माप के लिए वांछित विकिरण स्तर की पहचान की है, IV परीक्षण प्रारंभ करें । सिम्युलेटर चरण 2.1.4 में परिभाषित पाठ फ़ाइल से ध्रुवीकरण अंक पढ़ता है.; हर बिंदु के लिए, उपकरण वांछित वोल्टेज में सेल ध्रुवीकरण, फ्लैश चलाता है, और वर्तमान सौर सेल द्वारा उत्पंन उपाय । वर्तमान और वोल्टेज मूल्यों की जोड़ी, कि चतुर्थ वक्र है, कंप्यूटर स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जाता है । नोट: चतुर्थ वक्र से, यह लघु सर्किट वर्तमान प्राप्त करने के लिए संभव है (मैं sc ), खुला सर्किट वोल्टेज (वी ओसी ), भरण फैक्टर (एफएफ), और ड्यूट की दक्षता (भले ही अगले वर्गों में, केवल शॉर्ट सर्किट वर्तमान उपयोग किया जाता है). दोहराएं चरण -8. विभिंन एकाग्रता के स्तर पर जांच करने के लिए कि सौर सेल photocurrent एकाग्रता के स्तर पर रैखिकता निर्भर करता है (देखें चित्रा 4 ) और, इसलिए, नपे सेल एक प्रकाश संवेदक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता लेंस फोकल विमान में विकिरण निर्धारित करते हैं । प्रत्येक एकाग्रता के स्तर के लिए, जब दोनों isotypes, शीर्ष और मध्य उप कोशिकाओं, एक ही विकिरण स्तर इंगित करने के लिए माप प्रदर्शन करने के लिए उपयुक्त फिल्टर का उपयोग कर फ्लैश लाइट के वर्णक्रमीय वितरण समायोजित, जैसा कि चरण 2.2.1 में बताया गया है. फिगर 3 . समय फ़्लैश क्षय भर में मापा परिमाण के विकास । ग्राफ पर, यह तुरंत चिह्नित किया गया है जब isotype कोशिकाओं, ऊपर और मध्य उप कोशिकाओं के लिए संगत, एक ही विकिरण स्तर को मापने. ऊपर और मध्य उपकोशिकाओं के लिए इसी curves के प्रतिच्छेदन से शुरू होता है जो काले धराशायी लाइन के बाद, यह वर्तमान में जो शीर्ष और मध्य संदर्भ सटीक पल में मापा के रूप में ड्यूट वर्तमान मूल्य (काले सर्कल) की पहचान करने के लिए संभव है उप-कक्ष एक ही विकिरण स्तर देखते हैं. इस फिगर का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें । फिगर 4 . ( एक ) प्रायोगिक परीक्षण बाहर ले जाने के लिए इस्तेमाल किया सेटअप की योजना है । ( बी ) प्रयोगात्मक सेटअप और उसके घटकों के फोटोग्राफ (एकीकृत क्षेत्र के साथ प्रकाश स्रोत, लेंस नमूना, सीसीडी कैमरा, और सौर कोशिकाओं प्रकाश सेंसर के रूप में इस्तेमाल किया) । इस फोटोग्राफ में अणुवृत्त मिरर और फिल्टर्स नहीं दिख रहे हैं । इस फिगर का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें । 3. लेंस लक्षण वर्णन.
ADG Fresnel लेंस के लक्षण वर्णन के लिए प्रस्तावित विधि दो अलग प्रक्रियाओं में शामिल हैं: पहले एक प्रकाश सेंसर के रूप में सौर कोशिकाओं का उपयोग करता है, जबकि दूसरा एक सीसीडी कैमरे पर आधारित है ।
सौर सेल आधारित प्रक्रिया लागू करने, एक एम एम सौर सेल द्वारा उत्पंन photocurrent के रूप में अलग Fresnel लेंस का उपयोग कर मापा गया है । के रूप में प्रोटोकॉल में वर्णित है, CPV सौर सिंयुलेटर एक क्सीनन फ़्लैश प्रकाश है कि एक अणुवृत्त दर्पण पर परिलक्षित होता है उत्सर्जक लैंप का उपयोग करता है । इस तरह के एक दर्पण मापने विमान पर एक collimated प्रकाश बीम उत्पंन (लेंस एपर्चर के साथ संयोग) । दर्पण विनिर्माण सहिष्णुता और सतह किसी न किसी के कारण, collimated प्रकाश मापने विमान पर वर्दी नहीं है । सौर सिंयुलेटर के द्वारा बनाई गई विकिरण की गैर एकरूपता हमारे प्रायोगिक माप10में त्रुटि का मुख्य स्रोत है । के बाद से बड़े लेंस एक बड़े क्षेत्र पर मापने विमान में विकिरण एकीकृत, गैर एकरूपता के कारण त्रुटि लेंस के आकार पर निर्भर करता है । सौर ऊर्जा संस्थान में इस्तेमाल किया CPV प्रणालियों के लिए सौर सिंयुलेटर एक एकरूपता से बेहतर 3×3 सेमी प्रकाशिकी के लिए 5% ±9प्राप्त करता है । ADG Fresnel लेंस के लिए यहां परीक्षण किया, जिनकी ऑप्टिकल एपर्चर 40×40 mm है, माप पर गैर एकरूपता का प्रभाव महत्वपूर्ण हो सकता है । आदेश में इस अनिश्चितता को कम करने के लिए, एक संदर्भ लेंस फिर से किसी भी प्रयोग के आयोजन से पहले मापा जाता है । इसके अलावा, जब इन माप बाहर ले जाने, यह सर्वोपरि है करने के लिए विशेष रूप से सेल और लेंस के संरेखण के दौरान सावधान रहना । वास्तव में, सौर सेल के लिए रखा जा सकता है बिल्कुल प्रकाश स्थान के साथ केंद्रित लेंस द्वारा डाली आदेश में गलत संरेखण से बचने के लिए, क्योंकि अगर एक बुरा प्रारंभिक स्थिति का इस्तेमाल किया जाता है, photocurrent कमी के कारण ध्यान केंद्रित बदल रहा है । एक और त्रुटि उत्पंन हो सकती है कि सामने धातुरूप ग्रिड के अलग छायाप्रभाव कारकों के कारण होता है (एक सेंसर के रूप में इस्तेमाल किया माइकल एम. सौर सेल वर्दी विकिरण का उपयोग करने पर तुले है, लेकिन लेंस इस पर माप के दौरान एक गाऊसी आकार प्रोफ़ाइल डाली) । यह सुनिश्चित करने के लिए कि धातुरूप प्रयोगात्मक परिणाम को प्रभावित नहीं कर रहा है, यह कई लेंस जगह माप बाहर ले जाने के लिए उपयोगी है और, एक परिणाम के रूप में, रिसीवर विमान पर प्रकाश जगह । यदि मापा photocurrent काफी बदलता है जब थोड़ा प्रकाश स्थान ले जाने, इसका मतलब है कि धातुरूप ग्रिड माप को प्रभावित कर रहा है ।
एक प्राथमिक लेंस के ऑप्टिकल क्षमता को मापने के लिए उपयुक्त अन्य तरीके हैं, जैसे, thermopiles10जैसे थर्मल विकिरण सेंसर का उपयोग. इस दृष्टिकोण के मुख्य दोष यह है कि एक थर्मल सेंसर की प्रतिक्रिया भी किसी भी फ्लैश-प्रकाश स्रोत के लिए धीमी है । इसलिए, यह केवल बाहरी माप के लिए लागू किया जा सकता है (जो विकिरण और अन्य मौसम की स्थिति के वर्णक्रमीय वितरण के लिए बहुत संवेदनशील हैं). प्रस्तावित विधि से इस सीमा को टाला जाता है ।
इसके अतिरिक्त, सौर सेल आधारित प्रक्रिया का उपयोग कर, यह भी एक लेंस द्वारा डाली प्रकाश स्थान के आकार को प्राप्त करने के लिए संभव होगा । ऐसा करने के लिए, एक ही प्रकार के कई एम एम सौर कोशिकाओं द्वारा उत्पंन photocurrents और अलग है लेकिन इसी तरह के आकार को मापा जाना चाहिए । कोशिकाओं जिसका आकार लेंस द्वारा डाली प्रकाश स्थान से छोटी है के लिए, मापा photocurrent कोशिका सतह कोशिका के बाहर फैल प्रकाश की वजह से कम हो जाती है के रूप में घटता है. इसके विपरीत, photocurrent, जिसका आकार प्रकाश स्थान से बड़ा है के बाद से सेल की सतह की परवाह किए बिना, सभी प्रकाश लेंस द्वारा प्रेषित सौर सेल तक पहुंचता है । इसलिए, प्रकाश स्थान का आकार अधिकतम दक्षता प्राप्त करने वाले सबसे छोटे कक्ष के आकार के बराबर होता है । इस विधि के लिए, उच्च उपयोग सौर कोशिकाओं की संख्या, उच्च संकल्प ।
के बाद से वर्णित माप बाहर ले जाने के लिए उपयुक्त सौर कोशिकाओं का एक सेट हमेशा उपलब्ध नहीं है, सीसीडी कैमरा प्रक्रिया प्रकाश स्थान आकार को मापने के लिए प्रस्तावित किया गया है । सीसीडी संवेदक के व्यापक गतिशील रेंज के लिए धन्यवाद, कैमरे के साथ लिया प्रकाश स्थल की तस्वीरों का उपयोग, चोटी और घाटी मूल्यों के बीच एक सटीक तुलना संभव है । विकिरण के निरपेक्ष मूल्य की गणना करने के लिए, पूरे सेट अप की एक अंशांकन, फिल्टर और सीसीडी कैमरा सहित, आवश्यक हो जाएगा । फिर भी, तस्वीरों से, यह एक छवि पर अंधेरे क्षेत्र से प्रबुद्ध क्षेत्र अलग करने के लिए संभव है और, इस प्रकार, प्रकाश स्थान आकार का अनुमान है. इस तकनीक की मुख्य कमियां सीसीडी संवेदक और एक एम एम सौर सेल और collimated सौर सिंयुलेटर द्वारा उत्पंन बीम से अलग प्रकाश के स्रोतों द्वारा उत्पादित शोर के बीच वर्णक्रमीय बेमेल हैं । पहली समस्या के बारे में, सीसीडी कैमरे के लिए एक गर्म या ठंडे दर्पण जोड़ने के द्वारा, यह एक वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया बहुत ऊपर और मध्य उप-कोशिकाओं के लिए इसी तरह प्राप्त करने के लिए संभव है ( चित्रा 6देखें) । इसके अलावा, पृष्ठभूमि शोर को सीमित करने के क्रम में, यह पूरी तरह से CPV सिम्युलेटर के चैंबर अंधा करने के लिए आवश्यक है । चूंकि यह पूरी तरह से बाहरी प्रकाश स्रोतों से बचने के लिए लगभग असंभव है, छवि प्रसंस्करण बहुत महत्वपूर्ण है और अच्छी तरह से क्रमादेशित किया जा करने के लिए है । सबसे महत्वपूर्ण कदम पृष्ठभूमि शोर के उंमूलन है । शोर फ़िल्टरिंग आंशिक रूप से स्वचालित हो सकता है, लेकिन बाहरी कारकों है कि शायद ही पूर्वानुमान के साथ मजबूत निर्भरता के कारण, हर प्रसंस्कृत छवि एक दृश्य परीक्षा से गुजरती है ।
सीसीडी प्रक्रिया के लिए प्रणाली एक थर्मल चैंबर जहां लेंस रखा जाता है जोड़कर लेंस के तापमान के एक समारोह के रूप में प्रकाश स्थान आकार के विकास को प्राप्त किया जा सकता है । इस मामले में, पहले वर्णित त्रुटि स्रोतों के अलावा, अनिश्चितता लेंस तापमान माप से उठता है । नियंत्रण thermocouple (एक सीधे कंप्यूटर से जुड़ा) वास्तविक लेंस तापमान का प्रतिनिधित्व नहीं करता है क्योंकि सेंसर थर्मल चैंबर के एक बिंदु में बंद है, लेकिन सीधे लेंस से जुड़ा नहीं मापा जा करने के लिए रखा जाता है । इसलिए, इस तरह के एक thermocouple का उपयोग कर मापा तापमान लेंस आसपास के वातावरण के एक औसत तापमान है और यह जरूरी असली लेंस तापमान के अनुरूप नहीं है । यही कारण है कि एक स्वतंत्र thermocouple के लिए प्रत्येक लेंस को जोड़ने की सिफारिश की है । फिर भी, वहां शायद लेंस के विभिंन बिंदुओं के बीच एक तापमान ढाल है । आदेश में इस अनिश्चितता का अंदाजा लगाने के लिए, एक बार थर्मल चैंबर वांछित तापमान प्राप्त है, और किसी भी माप प्रदर्शन से पहले, यह 15-20 मिनट प्रतीक्षा करने के लिए सिस्टम तापमान संभव के रूप में समान हो जाने के लिए बेहतर है ।
The authors have nothing to disclose.
यह काम आंशिक रूप से Acromalens परियोजना (ENE2013-45229-पी) के तहत स्पेनी अर्थव्यवस्था और प्रतिस्पर्धा के मंत्रालय द्वारा समर्थित किया गया है और यह परियोजना के भीतर यूरोपीय संघ के क्षितिज २०२० अनुसंधान और नवाचार कार्यक्रम से धन प्राप्त हुआ है CPV अनुदान समझौते के तहत मैच नहीं ६४०८७३ ।
HELIOS 3030 SOLAR SIMULATOR | SAV | ||
HELIOS 3030 SOFTWARE | SAV | ||
HELIOS 3198 CPV SOLAR SIMULATOR | SAV | ||
HELIOS 3198 SOFTWARE | SAV | ||
3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM | Zaber tech. | T-LSR75A | Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control. |
3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM | Zaber tech. | T-LSM200A | Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control. |
3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM | Zaber tech. | T-LSM200A | Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control. |
Zaber Console 1.4.7. | Zaber tech. | Software provided by Zaber tech. able to control the automatic postionig platfomr from the computer | |
Dichroic filters | Edmund optics | hot and cold mirrors | |
Neutral filters | Edmund optics | ||
Silicone on Glass Fresnel lens | Manufactured by Fraunhofer ISE. | ||
Achromatic Doublet on Glass Fresnel lens | Manufactured at the Solar Energy Institute | ||
Multi Junction solar cells | |||
Charged Coupled Device camera | Qimaging | ||
Qcapture, CCD camera controlling software | Qimaging | ||
Thermal Chamber | Designed and manufactured at the IES | ||
TC-720, thermal chamber controlling software |