Temperature of solar cells with regard to photoactive and non-photoactive light absorption in concentrator PV modules

Abstract

Abstract.A new method has recently been proposed by us for accurate measurement of the solar cell temperature in any operational regime, in particular, at a maximum power point (MPP) of the I-V curve ( - . In the present work, we have considered a practical case, when a solar cell is heated not only by absorption of light incident upon its surface (called "photoactive" absorption of power), but also by heat transferred from structural elements surrounding the cell and heated by absorption of direct or diffused sunlight ("non-photoactive" absorption of power with respect to a solar cell). This process takes place in any concentrator module with non-ideal concentrators. Low overheating temperature of the p-n junction (or p-n junctions in a multijunction cell) is a cumulative parameter characterizing the quality of a solar module by the factor of heat removal effectiveness and, at the same time, by the factor of low "non-photoactive" losses. MPP

“In-field” cell temperature evaluation in solar modules through time-dependent open circuit voltage measurements

“…In our previous work [10], a good fit of the calculated V OC amb values (using the same approach as in the current work) to the directly measured ones has been demonstrated. It was done in the experiments on converting laser radiation into electricity in the single-junction AlGaAs/GaAs PV cells.…”

Evaluation of the PV Cell Operation Temperature in the Process of Fast Switching to Open-Circuit Mode

“…In researching solar modules, attempts of fast mechanical shuttering of the whole module aperture to sun illumination did not provide desirable results. The reason is that at the moment, when the Voc is measured, the temperature of the cells in different module parts may differ significantly [12], [14]. A similar problem can also arise when researching the laser beam converters of rather large dimensions [1].…”

“…Unlike [12], in the present work, temperature control is added by placing a temperature sensor on an external part of the module near one of the PV cells. Corresponding temperature values are used for accurate determination of the V oc value at the ambient temperature by calculations (this approach has been briefly described in our recent work [14]). A detailed verification of the proposed approach has been provided using single-junction AlGaAs/GaAs cells converting laser beam radiation.…”

Измерение Тепловых Характеристик Фотоэлектрических Концентраторных Модулей

“…Но на практике при измерении этого параметра таким способом в модулях большой площади в натурных условиях возникают большие сложности из-за неконтролируемого нагрева элементов при подключении освещения. В работах [2][3][4][5] был предложен метод измерения температуры p−n-переходов фотоэлементов, работающих в режиме максимальной мощности. Для этого в исследуемом модуле с помощью электронного коммутатора происходило очень быстрое отключение внешней электрической нагрузки и производилось измерение броска напряжения при переходе из режима максимальной мощности в режим холостого хода.…”

“…Для этого в исследуемом модуле с помощью электронного коммутатора происходило очень быстрое отключение внешней электрической нагрузки и производилось измерение броска напряжения при переходе из режима максимальной мощности в режим холостого хода. В этом случае измерения V oc при комнатной температуре путем механического открывания входной апертуры может быть заменено проведением несложных вычислений [4,5]. Температурный коэффициент α должен быть измерен в помещении на уровне отдельных элементов или тестируемого модуля в целом, с помощью имитаторов солнечного излучения [2][3][4]6].…”