top of page
Search

Метод расчёта спектральной чувствительности солнечных элементов. Текст статьи с комментариями автора

Updated: Apr 9, 2021

Панихида с танцами (Галич)

История одной научной статьи


Итак, окончилась моя волшебные командировка в Индию. Я вернулся абсолютно влюблённый в эту страну. Меня поражало там какое-то необычайное буйство растительности, которая видна была полностью удовлетворена и замечательным индийским солнцем и грязноватой водой. Что ещё нужно растению солнце и вода, счастливое создание. Впрочем, если вспомнить, что население Индии исчисляется миллиардами, человеку вряд ли нужно больше. На территории нашей лаборатории стояли деревья, которые мог видеть в окно. Но это не те деревья, которые растут у нас. Это какие-то гиганты абсолютно неохватные.



Возможно, они чувствуют, что для их охвата легко можно завербовать неограниченное число любопытных индийцев. Это гиганты с огромными даже несколько пугающими корнями. Есть даже дерево, которое разрастаясь сбрасывает сверху этакие длинные верёвки. Они укореняются и это дерево растёт как бы спускаясь с небес. Мне рассказывали, что в Пенджабе есть дерево, которое занимает в длину несколько километров. Ну а, сверкающий громадный зимородок, который срывается в прудик, расположенный перед главным входом в лабораторию. Или павлины, которые вьют гнёзда на деревьях, плюя (будем считать, что это плевки) на всех учёных физиков. Нам рассказывали, что в этой физической лаборатории занимаются двумя важными национальными задачами: как раз изучением спектрального состава глаз на перьях павлинов и вторая проблема, которая волнует всех – это ухудшение воздуха в Индии в момент их замечательного праздника – огненного явления Бога, спрыгнувшего с небес. В честь этого Бога индийцы устраивают что-то немыслимое – они всей душой уходят в пиротехнику. В ночь нашего приезда у меня возникло ощущение, что нас поселили по соседству с полигоном. Ну думаю, серьёзно готовятся к новой войне с Китаем. Наверное, испытывают какое-то оружие – короче заработала совковая часть мозга, уж никак её не вытравишь. Но это как раз было начало этого замечательного праздника и конечно только с пиротехникой можно приблизится к этому инфернальному Богу. У нас ощущение, что такие существа вылетают из земли, а у них с небес – всё наоборот. У них, надеюсь, что не в кармане, есть бенгальские фонтаны наподобие наших новогодних, но диаметром порядка 10 сантиметров. Когда такой фонтан загорается из него вырывается трёхметровый столб огня. Когда мы возвращались на каком-то их москвиче (деличе) вдруг выскочил какой-то благоверный и любезно поставил такой фонтан на шоссе перед нашим драндулетом. Я понимаю, что, если бы мы на него наехали, тоже превратились в огненных богов, но совершающих обратное движение. Кто знает может это и было его целью – правоверную душу так просто не поймёшь.


Вернусь в лишённую экзотики Москву, я получил новое задание. Благодаря усилиям нашего директора каким-то образом (я не обычно вникаю в эти административные изыски) удалось купить у немцев установку для контроля солнечных батарей). Казалось бы, чего проще (солнечный и лунный) приёмник света остаётся приёмником света. Но вся сложность в том, что его чувствительность изменяется от уровня облучения. Поэтому нужно было оценить именно спектральную характеристику в условиях солнечной засветки. Хитроумные немцы придумали довольно гениальный способ для таких измерений. Нам они гордо подарили соответствующие алгоритмы и надо сказать что при первом взгляде на эти формулы у меня к ним возникло отвращение такой-то степени, что я ничего с собой не мог поделать. Не очень любимый мой начальник лаборатории сказал, что с трудом пробрался через эти формулы, но он такой умница всё понял и конечно всё замечательно. Ну и ладушки: я оживил эту установку, запустил приборы, сварганил программное обеспечение. Установка ожила – начали привозить для контроля с заводов солнечные элементы. Ну а поскольку эти всё все измерения происходят на границе точности сразу возникла идея и так называемых сличений. Метрологи с любовью занимается поездками по всему миру, когда одна такая штука одна и шествует по всем мировым лабораториям (ясно, что путешествовать значительно приятнее, чем сидеть пнём в своей лаборатории). Говоря проще, удобнее взять числом, а не умением. Утомившись поездками, в конце концов сравнивают, что у кого получилось и как правило образуется группа, которая измеряет примерно одинаково и возникает общее удовлетворение. Ну вот и естественно я начал ездить в Германию. Но когда я там появился был транспортирован в зал, где строилась новая установка. Боже мой чего там только не было – там были какие-то перестраиваемые по спектру лазеры, верно служившие источниками излучения. Но эти перестраиваемые лазеры дают импульсы, что совершенно невозможно для Солнца (кто-то может заявить, что чувствует эти импульсы-чудаки всегда найдутся). Но немцам было не до них, и они пропускали излучение лазеров через чрезвычайно дорогостоящее оптическое волокно, которое объединяло волокна разной длины. В итоге коротенький импульс превращался в практически непрерывное излучение. А ячейки размещались на огромном поворотном столе, который напомнил мне лафет огромной пушки. Для того, чтобы крутить этот лафет использовались двигатели чудовищного размера. Конечно, это уже была установка нового уровня – немцы могли себе позволить все, что пожелают, поскольку финансирование этих игр шло не на немецкие деньги, а на деньги всего Евросоюза. Я конечно загрустил, поскольку понимал, что наша устаревшая копия никогда не приблизится по своим возможностям к тому, что делают эти богатые и потому свободные в своих желаниях люди. Конечно, они подумали о том, о чем думают сегодня все, и сварганили суперсайт. И на его физиономии они гордо разместили свои гордые замечательные формулы. А я после сеанса самооплевывания поехал к своему, хоть и не разбитому, но жалкому корытцу.


Но продолжал думать об этих ненавистных мне формулах и внезапно понял (даже в темных оптических комнатах бывают озарения) что немцы ошиблись и ошиблись как студенты 1 курса технического ВУЗа. То, что они предлагают для расчёта спектральной чувствительности, абсолютная чушь. И сразу стал городским сумасшедшим. Все, начиная от малоприятного начальника лаборатории, который так замечательно все понял, смотрели меня как на какого-то чудака. Более того я даже получил поругание от моего друга – начальника мастерской, с которым мы приятно проводили рабочее время, играя в блиц шахматы. Его знания вполне удовлетворялись арифметикой, но он мне по-дружески сказал, что я, наверное, спятил – немцы не ошибаются.


Я конечно первым образом послал свою статью с правильной формулой немцам, но они хранили гордое молчание настоящих жрецов науки. Послал и в международный журнал метрологии и мне тоже отказали. Но вскоре я получил от них тайное послание с пожеланием опубликоваться в каком-нибудь другом журнале. Они конечно, поняли, что я прав, но посчитали что пахнет скандалом, а чего ради задираться с такими немецкими спортсменами-чемпионами. Так я и мыкался, и дошёл до директора института. А он был настоящим русским мужичком, грешным обычным русским пороком, но хорошие мозги не пропил и сказал: «А ты ведь прав негодник». Я был так растроган этим неожиданным признанием, что немедленно поставил его первым соавтором. И он взялся все это опубликовать в ведомственном журнале, где он был главным редактором. Я потирал ручки от удовольствия, но вдруг оказалось, что главный редактор менее главный, чем обычный. Тот начал мурыжить бедного главного: и не те рисунки и объем маленький – короче идиотизм всегда прав, поскольку способен букве предпочесть содержание. Посмотрел я на мучения своего соавтора и за сто баксов напечатался в хорошем американском журнале. Боже мой как обрадовался директор, поняв, что кончились его муки. Он сказал, что с него причитается, подвёл меня к огромному шкафу, открыл его – он оказался баром и сказал бери, что пожелаешь и веселись рванина. Инстинкт не подвёл меня я выбрал пузатую бутылку коньяка, которая оказалась, как потом оказалось даром нашей лаборатории и совершила некий круг уважения.


Но этот мужичок удивил меня ещё раз. Однажды, когда пришла очередная экскурсия директоров (к нам являлся даже Чубайс и ему несмотря на мои протесты подарили образцовую немецкую ячейку, которую он, наверное, выкинул в первую попавшуюся ему на пути урну) вдруг этот директор и говорит: ошиблись эти немцы – мы вот с Николаем Андреевичем опубликовались, тоже не лыком шиты. Правда все сделал он, а я только подпись поставил. Я был потрясён – настоящий все-таки мужик, без чиновной переделки. А немцы сняли со своего сайта проклятую формулу.


Для них все кончилось большим позором, ну не позором, а просто уроком – не надо увлекаться собой. Наверное, кто-то следит за нашими действиями и если все слишком влюбляются в себя, то обычно получают скромный щелчок по носу.



The Method of Calculating the Spectral Sensitivity of Solar Cells



American Journal of Physics and Applications Volume 5, Issue 6, November 2017, Pages: 106 - 108 Received: Jun. 22, 2017; Accepted: Jul. 5, 2017; Published: Nov. 8, 2017


Views 2502 Downloads 221

Authors Krutikov Vladimir Nikolaevich, All-Russian Research Institute for Optophysical Measurements (VNIIOFI), Moscow, Russia Parfentiev Nikolay Andreevich, All-Russian Research Institute for Optophysical Measurements (VNIIOFI), Moscow, Russia


Abstract

A new method for calculation the spectral sensitivity of solar cells based on data obtained by measurement of differential sensitivity. As follows from the conducted analysis, measurements of cells can be carried out only at a constant spectral composition of background radiation. In particular with a single powerful lamp is repositionable relative to the cell. In the practical application of the method is expected to increase the accuracy of determining the spectral sensitivity, especially in the region of large wavelengths, where there is the maximum nonlinearity of the dependence of a current on irradiance.


Keywords

Spectral Sensitivity, Differential Sensitivity, Measurements of Solar Cells


To cite this article

Krutikov Vladimir Nikolaevich, Parfentiev Nikolay Andreevich, The Method of Calculating the Spectral Sensitivity of Solar Cells, American Journal of Physics and Applications. Vol. 5, No. 6, 2017, pp. 106-108. doi: 10.11648/j.ajpa.20170506.16

Copyright

Copyright © 2017 Authors retain the copyright of this article.

This article is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.


References

[1] Metzdorf and all. Radiometry in voltaic: calibration of reference solar cells and evaluation of reference value. Metrologia, 2000, v. 37, p 573-578. [2] Fidanyan, G. S., Morozova S. P., Parfentiev N. A. Setup for measuring the absolute spectral sensitivity of the solar cell under standard conditions. XXIV International scientific-technical conference and school on Photonics and night vision devices. 22-27 May 2016, page 258-262. Moscow, Russia. [3] W. Keogh and Blakers, A. W., “Natural Sunlight Calibration of Silicon Solar Cells”, 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference. Munich, Germany, 2001. [4] K. Emery, Myers, D., and Rummel, S., “SOLAR SIMULATION - PROBLEMS AND SOLUTIONS”, 20th IEEE PV Specialists Conference. p. 1087, 1988. [5] D. King and Hansen, B., “A Sensitivity Analysis of the Spectral Mismatch Correction Procedure Using Wavelength-Dependent Error Sources”, 22nd IEEE PV Specialists Conference. 1991. [6] J. Zhao, A., W., Dai, X., Green, M. A., and Wenham, S. R., “Improvements in Silicon Solar Cell Performance”, 22nd IEEE PV Specialists Conference. pp. 399-402, 1991. M. Wolf and Rauschenbach, H., “Series Resistance Effects on Solar Cell Measurements”, Advanced Energy Conversion, vol. 3, 1963. [7] R. A. Sinton and Cuevas, A., “A Quasi-Steady-State Open-Circuit Voltage Method for Solar Cell Characterization”, in 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Glasgow, Scotland, 2000, pp. 1152–1155. [8] M. J. Kerr, Cuevas, A., and Sinton, R. A., “Generalized analysis of quasi-steady-state and transient decay open circuit voltage measurements”, Journal of Applied Physics, vol. 91, p. 399, 2002. [9] A. Mette and et al, “Series resistance characterization of industrial silicon solar cells with screen-printed contacts using hotmelt paste”, Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 15, pp. 493-505, 2007. [10] D. PYSCH, Mette, A., and GLUNZ, S., “A review and comparison of different methods to determine the series resistance of solar cells”, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 91, pp. 1698 - 1706, 2007. [11] S. Bowden and Rohatgi, A., “Rapid and Accurate Determination of Series Resistance and Fill Factor Losses in Industrial Silicon Solar Cells”, in 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Munich, Germany, 2001.

78 views0 comments
Post: Blog2_Post
bottom of page