Investigation of Busbar Effect on Performance of Solar Cells

Öz

The transformation of solar radiation into electricity in the solar cells of the photovoltaic panel is the most commonly used and renewable energy production method. A photovoltaic system is the heart of solar module. Many solar cells are combined with solder to form a photovoltaic module. Electricity generation in the module is produced by solar cells consisting of multi-layered semiconducting material. When the sun’s rays reach their cells, the electromotive force between these layers occurs and the electric current flows. The higher the intensity of solar radiation, the higher the electric current flow. In this study, the effect of the number of busbar in the solar cell on the electricity production performance of different solar radiation values was modeled using MATLAB program and the effect was investigated in detail with experimental results. With this study, it is aimed to clarify the effect of the busbar of solar cells on electricity generation and to direct the researchers working in this area. In addition, in solar energy applications, it will be possible to increase the electricity production performance by passing to very coherent solar cells, as well as to reduce the negativity that occurs in the solar cells over time. Both simulation and experimental results are compared; it is showed that the voltage values are nearly close but the current values are approximately different. This difference is related to the resistance characteristics.

Anahtar Kelimeler

• Solar Cell,Electric production,Efficiency,Busbar (BB),Renewable energy

Güneş Hücrelerinin Performansına Baranın Etkisinin İncelenmesi

Öz

Güneş ışınımın fotovoltaik paneldeki güneş hücrelerinde elektrik enerjisine dönüştürme işlemi, en bilinen ve kullanılan yenilenebilir enerjiden elektrik üretim yöntemidir. Bir fotovoltaik sistemin kalbi güneş modülüdür. Birçok güneş hücresi lehimle ile bir araya getirilerek bir fotovoltaik modülü oluşturulur. Modülde elektrik üretimi, çok katmanlı yarı iletken malzemeden oluşan güneş hücreleri tarafından üretilir. Güneş ışınımları hücrelerin üzerine geldiği zaman bu katmanlar arasındaki elektromotor kuvveti oluşturarak elektrik akışını meydana getirir. Güneş ışınımı şiddeti ne kadar yüksek olursa elektrik akışı da o kadar yüksek olur. Bu çalışmada, farklı ışınım değerlerinde güneş hücresindeki baraların sayısının elektrik üretim performansına etkisi MATLAB programı kullanılarak modellenmiş ve deneysel sonuçlarla ayrıntılı bir şekilde etkisi araştırılmıştır. Bu çalışma ile güneş hücrelerindeki baranın elektrik üretimine etkisi açık bir şekilde ortaya koyularak bu alanda çalışan araştırmacılara yön verilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, güneş enerjisi uygulamalarında çok baralı güneş hücrelerine geçilerek elektrik üretim performansının artırılması yanı sıra güneş hücrelerinde zamanla oluşan olumsuzlukların da azaltılması sağlanacaktır. Benzetim sonuçları ile deneysel çalışma kıyaslandığında; voltaj değerlerinde çok yakın sonuçlar elde edilirken akım değerlerinde biraz farklılık görülmektedir. Bu farklılık, seçilen direnç değerinden kaynaklanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Güneş hücresi,Elektrik üretimi,Verimlilik,Bara(BB),Yenilenebilir enerji

Kaynakça

1. 1. Braun, S., Hahn, G., Nissler, R., Pönisch, C., Habermann, D., 2013b. Multi-busbar Solar Cells and Modules: High Efficiencies and Low Silver Consumption. Energy Procedia 38, 334–339.
2. 2. Braun, S., Hahn, G., Nissler, R., Pönisch, C., Habermann, D., 2013d. The Multi-busbar Design: An Overview. Energy Procedia 43, 86–92.
3. 3. Braun, S., Micard, G., Hahn, G., 2012a. Solar Cell Improvement by using a Multi Busbar Design as Front Electrode. Energy Procedia 27, 227–233.
4. 4. Braun, S., Nissler, R., Ebert, C., Habermann, D., Hahn, G., 2014. High Efficiency Multi-busbar Solar Cells and Modules. IEEE Journal of Photovoltaics 4, 148–153.
5. 5. Burschik, J., Shengzhao, Y., Bay, N., Crouse, K., De Rose, A., Hoffmann, A., Kühnlein, H., Lee, B., Letize, A., Passig, M., Pysch, D., Sieber, M., Verlinden, P., Vosteen, K., 2016. Transition to 4 and 5 BB Designs for Ni/Cu/Ag Plated Cells. Energy Procedia 98, 66–73.
6. 6. Chen, N., Ebong, A., 2015. Investigating the Benefits of Multi Busbars for Industrial Al-BSF Silicon Solar Cells, in: Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), 2015 IEEE 42nd. IEEE, 1–5.
7. 7. Ebong, A., Chen, N., Unsur, V., Chowdhury, A., Damiani, B., 2016. Innovative Front Grid Design, Four-Streets and Five-Busbars (4S- 5BB), for High Efficiency Industrial Al-BSF Silicon Solar Cell. IEEE Electron Device Letters 37, 459–462.
8. 8. Lorenz, A., Senne, A., Rohde, J., Kroh, S., Wittenberg, M., Krüger, K., Clement, F., Biro, D., 2015. Evaluation of Flexographic Printing Technology for Multi-busbar Solar Cells. Energy Procedia 67, 126–137.

9. 9. Rendler, L.C., Kraft, A., Ebert, C., Eitner, U., Wiese, S., 2016. Mechanical Stress in Solar Cells with Multi Busbar Interconnection-Parameter Study by FEM Simulation, in: Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems (EuroSimE), 2016 17th International Conference on. IEEE, 1–5.
10. 10. Schinke, C., Kiefer, F., Offer, M., Hinken, D., Schmidt, A., Harder, N.P., Bock, R., Brendemuhl,T., Schmidt, J., Bothe, K., Brendel, R., 2012. Contacting Interdigitated Back-Contact Solar Cells with Four Busbars for Precise Current–Voltage Measurements under Standard Testing Conditions. IEEE Journal of Photovoltaics 2, 247–255.
11. 11. Walter, J., Tranitz, M., Volk, M., Ebert, C., Eitner, U., 2014. Multi-wire Interconnection of Busbar-free Solar Cells. Energy Procedia 55, 380–388.