Re: coefficiente di temperatura dei moduli fotovoltaici

From: Tetis <ljetog_at_yahoo.it>
Date: Thu, 07 Jul 2011 04:38:53 +0200

gnappa scriveva il 7/4/2011 :

Mi scuso con il moderatore ma devo correggere un ulteriore inesattezza
che ho scritto nel post di rettifica. Penso che sia l'ultima correzione
che invio, nel senso che adesso mi sembra che il quadro generale sia
abbastanza coerente.

>Riaggiungo un commento che avevo scritto prima ma poi avevo cancellato
>( spiego pi� avanti perch�). Dicevo:

> Mi sembra invero ragionevole che al crescere della temperatura la resistenza
> aumenti pi� della corrente perch� � pi� facile eccitare fononi e fononi di
> secondo ordine piuttosto che elettroni.

In effetti � vero che � pi� facile eccitare fononi che non elettroni.
Tuttavia, paradossalmente questa � la ragione per cui, al crescere
della temperatura, il numero di fononi aumenta meno del numero di
elettroni in banda di conduzione. Infatti, mentre al di sopra della
temperatura di Debye il numero di fononi cresce linearmente, il numero
di elettroni cresce come exp(-E_gap/(kT)) e poich� kT<<E_gap la
conseguenza � che da un lato la mobilit� degli elettroni diminuisce, ma
il loro numero, una volta che il livello di Fermi ha superato la banda
dei donori ha ancora ampi margini di crescita, ed infatti se poniamo
che kT = E_gap/10 un fattore 2 nella temperatura porta ad un fattore
150 nella densit� elettronica di conduzione. Quindi, come in effetti si
osserva, la corrente cresce esponenzialmente nella temperatura e
sebbene la mobilit� decresca come T^(-3/2) la resistenza diminuisce,
perch� la conducibilit� dipende dal prodotto della mobilit� con la
densit� elettronica. Questo � il motivo per cui il prodotto VI=RI^2, a
parit� di corrente diminuisce e cos� anche l'efficienza dell'elemento
fotovoltaico.




>la caratteristica:

>I = I0 (exp( qV/kT)-1) [1]

>sembra dire che al crescere della temperatura la corrente decresce.

>Il punto � che I0 dipende a sua volta dalla temperatura.

>I0(T) = I0 exp[k'(T-T0)] [2]

>combinando le due equazioni, con i giusti coefficienti, la costante k'
>vale circa ln(2)/(10K) risulta che:

>dV/dT = -2.5 mV/K [3]

>a parit� di corrente.

>Quindi non � un effetto dovuto ai contatti. Per calcolare la potenza
>massima occorre ricordare che la corrente fotovoltaica fluisce in direzione
> inversa alla corrente principale del diodo. Il punto di massima
>potenza si ha quando l'area del quadrato inscritto nel quarto quadrante
>con vertice sulla caratteristica (che � quella stessa del diodo ma traslata
>verso il basso per via della corrente fotovoltaiche che scorre all'inverso)
>risulta di area massima.


>Quando la temperatura aumenta, aumenta sia la corrente fotovoltaica
>che la corrente diretta ed il ginocchio della caratteristica si sposta
>quindi verso il basso per effetto delle equazioni [1] [2] che implicano
>[3]. La diminuzione di tensione risulta in effetti prevalente sull'aumento
>di corrente.

>Fonti: Millman paragrafo 2.4, Bassani paragrafo 11.7.5,
Received on Thu Jul 07 2011 - 04:38:53 CEST