Clulas FotovoltaicasMster Energa solar y Renovables

rea de ElectrnicaUniversidad Miguel Hernndez

Tema 1:Introduccin a PC1D

Introduccin a PC1D

1 Introduccin a PC1DCaractersticas del programaVentanas de trabajoEjercicio

Caractersticas del programa

PC1D es un programa de modelado y simulacin de la estructura ycaractersticas elctricas de clulas fotovoltaicas comerciales.

Durante aos ha sido considerado como un estndar de la industria.

La simulacin se basa en la resolucin numrica de las ecuaciones detransporte unidimensional de electrones y huecos en semiconductorescristalinos.

Permite ejecutar simulaciones mltiples dependientes de un parmetro ysimulaciones paso a paso.

El cdigo fuente y los ejecutables se distribuyen bajo licencia GPL.

Ventanas de trabajo

ParametersSe distinguen cinco reas de da-tos:

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Device

Region

Excitation

Results

Y un esquema del dispositivo.

Four graphsPresenta cuatro grficas con in-formacin sobre el dispositivo:

Tensiones y corrientes.

Caracterstica I-V ypotencia.

Resistividad yconductividad.

Bandas de energa.

Densidad de portadores decarga.

. . .

Interactive graphPresenta una grfica interactiva:

Lectura de datos sobre lacurva.

Zoom.

Ejercicio

Este ejercicio permite familiarizarse con las funciones bsicas de PC1D: carga dearchivos, simulacin de dispositivos y visualizacin de resultados.

Descargar PC1D, instalarlo en el ordenador/pendrive y ejecutarlo.http://www.pv.unsw.edu.au/Products/PC1D/pc1d5.zipCargar un archivo de ejemplo:File Open: PVCELL.PRMEste archivo contiene los datos de una clula solar comercial tpica de bajocoste.Ejecutar la simulacin:Compute RunVisualizar los resultados:View 4 GraphsGrfica interactiva:Hacer doble click sobre la grfica Base Current & PowerCursor y para desplazarse por la curva. Cursor y paracambiar de curva.Cambio de grfica:Graph Spatial Electric Field.En la vista de cuatro grficas aparece el cambio.Zoom:Sobre la grfica interactiva Electric Field definir una ventana entre 0 y10m y 0 y 18KV/cm arrastrando el ratn con el botn izquierdo pulsado.ESC vuelve a la escala original.

Introduccin a PC1DIntroduccin a PC1DCaractersticas del programaVentanas de trabajoEjercicio

Radiacin solar: desde el sol hasta la clula fotovoltaicaPropiedades de la luz solarPotencia de la radiacin solarEfectos atmsfericosOtros efectos que modifican la potencia incidente

Modelos espectrales en PC1DDefinicin de la fuente de iluminacinEjercicioCuestiones

Propiedades pticas de las clulas fotovoltaicasPrdidas pticasRecubrimientos antireflejantesSuperficies rugosasIncremento de camino ptico

Modelizacin ptica en PC1DRugosidadReflectanciaEjercicioCuestiones

Efecto fotovoltaico IISeparacin de la cargaUnin PNDifusiones en PC1DEjercicioProbabilidad de recoleccinCorriente de cortocircuito y tensin de circuito abiertoEjercicioEficiencia cunticaEjercicio

El lmite de Shockley-QueisserDefinicinRadiacin de cuerpo negroRecombinacinPrdidas espectralesCuestionesDensidad de estados electrnicosNivel de FermiDensidad de portadores de carga en equilibrio trmico

Transporte de carga

La clula fotovoltaicaUnin p-nPolarizacinModelo fsicoFuncionamiento de la clula fotovoltaicaModelo simplificadoResistencia serieResistencia paralelo

Modelo elctrico

DiseoMdulosAsociacin en serieAsociacin en paralelo