Respuesta espectral de celdas solares multijuntura para aplicaciones espaciales: diseño del equipo y primeras mediciones

• Autores: Fortin, Sebastian Ezequiel; Martínez Bogado, Mónica Gladys; Plá, Juan Carlos
• Año de publicación: 2005
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Ingeniería; Ciencias Exactas; Energía solar; Energía Fotovoltaica; respuesta espectral; Celdas Solares; aplicaciones espaciales
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La Respuesta Espectral (RE) de una celda solar la caracteriza desde el punto de vista electrónico. De ella se pueden inferir propiedades como la efectividad de la pasivación de defectos en las superficies frontal y posterior, la calidad del emisor, el atrapamiento de fotones de alta longitud de onda, y la longitud de difusión de los portadores minoritarios en la base. En el caso de celdas solares multijuntura de estructura monolítica, cada subcelda está conectada en serie y no se tiene acceso a sus terminales eléctricos. Así, es necesario modificar las componentes espectrales de la luz de polarización de manera tal que la subcelda cuya RE se quiere medir sea aquella que limite la corriente del conjunto. Otro aspecto a tener en cuenta es la posibilidad que, dadas las condiciones de polarización eléctrica, alguna de las subceldas pueda quedar polarizada en inversa más allá de la tensión de ruptura introduciendo errores en la medición. En este trabajo se muestra el desarrollo de una fuente de luz de polarización sobre la cual es posible modificar su espectro de modo tal de permitir la medición de cada subcelda en una celda de triple juntura de GaInP/GaAs/Ge. También se muestran las primeras mediciones, a partir de un arreglo experimental basado en filtros de interferencia ópticos de banda angosta y un amplificador lock-in concebido inicialmente para medir homojunturas de Si, de las subceldas de GaInP y GaAs así como una propuesta de extensión del intervalo de medición de modo de incluir la subcelda de Ge.
One way to characterize electronically a solar cell is by the Spectral Response measurement. Properties as effectiveness of passivation schemes on front and rear surfaces, emitter quality, light trapping of long wavelength photons, and diffusion length of minority carriers in the base con be inferred. In the case of monolithic multijunction solar cells, each subcell is in series connection and there is no available the access to its electric contacts. Thus, it is necessary modifying the spectrum of polarization lamp to set the subcell under proof as limiting the total current. Another issue to take into account is the possibility that, given the conditions of electrical polarization, some of the cells could remain inverse polarized beyond the rupture voltage, introducing in this way errors in the measurements. This work presents the development of a source of polarization light where the lamp spectrum can be modified in order to measure each subcell in a triple junction GaInP/GaAs/Ge cell. Also, using an experimental array based on narrow band optical interference filters, and a lock-in amplifier initially constructed to measure Si homojunctions, first measurements of GaInP and GaAs subcells are shown, as well as a proposal for the extension of the wavelength range in order to include the Ge subcell.
Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)