Rendement zelf gemaakte zonnecel berekenen
-
Hoi,
Wij zijn 2 leerlingen van Gymnasium Beekvliet uit 6 vwo en moeten dit jaar ons profielwerkstuk doen. Wij willen graag zelf een zonnecel maken en dan het rendement van de zonnecel berekenen onder invloed van verschillende
kleuren licht. Maar wij liepen helaas tegen een probleem aan, nergens op internet konden wij vinden hoe
je het rendement van een zonnecel berekend. Wij vroegen ons af of jullie ons verder konden helpen.
Groeten,
Pim Jansen en Jelle van Dijk -
Hoi Pim en Jelle,
Cool dat jullie zelf een zonnepaneel hebben gemaakt. Mag ik vragen hoe jullie dat hebben gedaan?
Het rendement van een zonnepaneel kun je uitrekenen met de "standaard" formule voor rendement. Dit is de verhouding tussen de energie die je nuttig gebruikt E{nuttig} en de totale energie die je in je systeem stopt E{totaal}: rendement = E{nuttig}/E{totaal}*100%.E{nuttig} kun je vrij eenvoudig bepalen. E{totaal} is wat lastiger. Dit hangt af van de lichtbron die je gebruikt voor het opwekken van elektriciteit. Op de één of andere manier moet je de energie of vermogen dat op je paneel valt meten of schatten (irradiance in het engels). Je kunt dit meten met een fotometer die de intensiteit in lumen of candela geeft.
Ik hoop dat deze informatie jullie verder helpt.
Groeten,
Matthijs -
Hoi Matthijs,
We hebben nog geen zonnecel gemaakt, maar willen dit wel snel gaan doen. We willen dan een zonnecel van TiO2 maken. We weten nog niet zeker of we het op school kunnen maken, maar zou het mogelijk zijn dat we de zonnecel en de metingen eventueel op de TU doen.
Groeten,
Pim en Jelle -
Hoi Matthijs,
Wij hebben een probleem wat betreft een van de materialen die wij nodig hebben voor het maken van een zonnecel. We hebben enkele glasplaatjes gecoat met fluor gedoteerd tinoxide (SnO2:F) nodig, onze school kan deze helaas niet bestellen of zelf maken. Onze vraag was of de TU toevallig deze glaasjes heeft en of wij deze dan eventueel een aantal kunnen kopen.
Groeten,
Pim en Jelle -
Hoi Pim en Jelle,
De zonnecel maken op de TU is misschien wat lastig, maar als jullie met een goed plan komen hoe jullie dat willen aanpakken dat kan ik kijken of ik iets kan regelen.
Het doen van de metingen kan vrijwel zeker hier. Hebben jullie de workshop zonnecellen al gezien die wij organiseren? Dat is misschien wel wat voor jullie! Als je dan je zelfgemaakte cel mee neemt kun je die testen en vergelijken.
Groeten,
Matthijs -
Hoi Matthijs,
Onze school kan deze plaatjes niet kopen, de school zou ze eventueel wel zelf kunnen maken maar als je de stoffen die je nodig hebt om deze plaatjes te maken zijn kankerverwekkend dus daarom wil de school dit helaas niet doen. We zullen even contact opnemen met Arno Smets, bedankt!
Groeten,
Pim en Jelle -
Hoi Pim en Jelle,
Ik ben bang dat de TU dit soort dingen niet zomaar kan verkopen. Je kunt proberen contact op te nemen met Arno Smets, associated professor bij de vakgroep zonnepanelen. Misschien kan hij jullie helpen met met zelf maken van zo'n plaatje o.i.d.
Waarom kunnen jullie (of de school) niet zo'n plaatje aanschaffen?
Groeten,
Matthijs -
Hoi Matthijs,
Het is ons gelukt om zelf zonnecellen te maken. Toen wij echter aan ons verslag
waren begonnen vroegen we ons af, waarom zonnecellen rendement verlies hebben
als de temperatuur stijgt? We weten dat als de fotonen te veel energie hebben deze energie
niet in elektrische energie wordt omgezet maar in stralings of warmte energie, maar niet waarom
een zonnecel een lager rendement heeft als hij warm wordt.
Is het misschien zo dat door teveel energie dat het rendement daalt en daardoor de zonnecel warmer wordt of
dat de zonnecel warm wordt en daardoor een lager rendement krijgt?
Kan het ook zijn dat de zonnecel warm wordt en daardoor er meer energie van de fotonen die binnen komt omgezet wordt in warmte energie?
Groeten,
Pim en Jelle -
Hoi Pim en Jelle,
Fijn dat jullie er uit zijn gekomen! Veel succes met de rest van jullie profielwerkstuk, en laat het weten als jullie nog meer vragen hebben.
Groeten,
Matthijs -
Hoi Matthijs,
Sorry van onze late reactie. We hebben een aantal zonnecellen die goed werken en een aantal die het helemaal niet doen, dit komt waarschijnlijk omdat er iets fout zal zijn gegaan bij het maken van deze zonnecellen.
We zijn er intussen ook uit waarom het rendement van de zonnecellen daalt bij een hogere temperatuur. Volgens ons is het dat doordat de temperatuur stijgt ook de mobiliteit van de elektronen stijgt en de elektronen dus eerder gaten elders op kunnen vullen en dus minder snel over de band gap heen springen, waardoor de hoeveelheid stroom daalt en dus het rendement.
Groeten,
Pim en Jelle -
Hoi Pim en Jelle,
Cool dat het jullie is gelukt zelf een zonnecel te maken. Werkten ze goed?
Er zijn volgens mij twee mogelijke oorzaken voor redementsverlies. De eerste heeft te maken met algemene geleidingseigenschappen van materialen. Als de temperatuur toeneemt, neemt de weerstand in de meeste materialen ook toe, dit zorgt voor rendementsverlies.
De tweede optie heeft te maken met de eigenschappen van halfgeleiders als de temperatuur toeneemt. Hier zul je even voor moeten googlen. De vraag is of het exciteren van elektronen nog steeds even goed gaat als de temperatuur toeneemt?
Ik hoop dat jullie hier wat aan hebben.
Groeten
Matthijs