Vliv simulovaného slunečního záření a změn teploty na elektrické parametry flexibilních solárních článků

Bc. Jakub ŠKARDA

Master's thesis

Influence of simulated solar radiation and temperature changes on electrical parameters of flexible solar cells

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá vlivem simulovaného slunečního záření a změn teploty na elektrické parametry flexibilních solárních článků, respektive modulů, s potenciálním využitím v chytrých textiliích. Pro uvedení do problematiky jsou v úvodu práce představeny základní druhy flexibilních solárních článků. Dále byla provedena rešerše komerčně dostupných flexibilních solárních modulů, spolu s představením jejich hlavních předností. Byly vybrány nejvhodnější komerční flexibilní moduly pro využití v chytrých textiliích a navrženy metody jejich efektivní integrace a kontaktování. V další části práce jsou popsány základní metody pro testování elektrických parametrů solárních článků či modulů. Následně se práce zaměřuje na návrh a konstrukci laboratorního zařízení pro stárnutí vybraných vzorků, pomocí simulovaného slunečního záření - solárního simulátoru. Součástí této kapitoly je také rešerše vhodných světelných zdrojů a přehled technických norem zabývající se danou problematikou. V rámci návrhu byla nejdříve provedena optická simulace, dle které se následně koncipoval a sestavil výsledný solární simulátor. Nakonec byl navržen a proveden experiment za pomoci solárního simulátoru, za účelem otestování vlivu simulovaného slunečního záření a změn teploty na vybrané flexibilní solární moduly. Výsledky experimentu ukázaly, jak se teplotní fluktuace a intenzita záření promítají do elektrických parametrů a stability testovaných vzorků.

Abstract:

This thesis deals with the effect of simulated solar radiation and temperature changes on the electrical parameters of flexible solar cells, or modules, with potential applications in smart textiles. To introduce the topic, the basic types of flexible solar cells are introduced in the introduction of the thesis. Further, a research of commercially available flexible solar modules has been carried out along with an introduction of their main advantages. The most suitable commercial flexible modules for use in smart textiles have been selected and methods for their efficient integration and contacting have been proposed. In the next part of the paper, basic methods for testing the electrical parameters of solar cells or modules are described. Subsequently, the thesis focuses on the design and construction of a laboratory device for aging selected samples, using simulated solar radiation - the solar simulator. This chapter also includes a search for suitable light sources and a review of technical standards dealing with the subject. As part of the design, an optical simulation was first performed, according to which the resulting solar simulator was subsequently conceived and assembled. Finally, an experiment was designed and carried out using the solar simulator to test the effect of simulated solar radiation and temperature changes on the selected flexible solar modules. The results of the experiment showed how temperature fluctuations and radiation intensity affect the electrical parameters and stability of the tested samples.

Keywords

Solární energie, simulované sluneční záření, flexibilní solární články, flexibilní solární moduly, chytré textilie, solární simulátor, a-Si, H, CIGS, perovskit, CdTe, organické solární články, laboratorní stárnutí, integrace solárních modulů do textilií

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Martin Hirman, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Materials and Technologies for Electrical Engineering / Materials and Technologies for Electrical Engineering