vanadin redox flow battery integrating CIGS modules

forskare från Spaniens IREC Catalonia Institute for Energy Research och Finlands Aalto-universitet har kombinerat vanadin redox flow batteries (Vrfbs) med mini solmoduler baserade på koppar, indium, gallium och selen (CIGS) tech inom en enda enhet, i ett försök att dra nytta av deras höga energitäthet.

forskarna sa att vrfb: s högspänning presenterade en utmaning för integrationen av PV-enheterna, eftersom den förra kontinuerligt ökar batteriets laddningstillstånd, medan PV-enheten måste korrekt matcha energikraven för lagringssystemet.

”den största utmaningen som ska lösas för det integrerade systemet matchar PV-maximal effektpunkt och redoxflödesbatteriet med tanke på den inneboende potentiella förskjutningen av den senare”, sa de.

de integrerade minipaneler från den amerikanska CIGS-specialisten SoloPower som inbäddade fotoelektroder med batterierna, utan ytterligare kraftelektronik. CIGS-folien skars i små celler som mäter 5.1 cm2 till 5.3 cm2,. Forskargruppen använde dem för att göra tre-Cells och fyra-cells PV-moduler, som de kallade ”3CM” respektive ”4CM”. Panelerna hade olika öppna kretspotentialer och strömtätheter.

”de slutliga geometriska områdena på 3 cm och 4 cm var 16 och 20, 4 cm2”, sa forskarna.

de fotoassisterade laddnings-/urladdningstesterna utfördes i en anpassad elektrokemisk cell. CIGS-modulen integrerades genom koppling på den negativa sidan av cellen, mellan fönstret Poly(metylmetakrylat) (PMMA) och grafitströmsamlaren. En referenselektrod infördes i den negativa sidan av cellen.

forskarna belyste panelerna med en PEC-L01 solsimulator. Både fotokurren som genereras av PV-systemet och den öppna kretspotentialen i cellen följdes med en Vmp3 biologisk potentiostat, som styr spänningen och mäter den resulterande strömmen.

akademikerna hävdade att testet visade att CIGS-cellerna hade en öppen kretsspänning på 0,6 V, en kortslutningsström på 35 mA cm2 och en effektivitet på 10,3%.

populärt innehåll

”alternativa sammankopplingsstrategier som monolitisk sammankoppling kan förmodligen leda till bättre solcellseffektivitet än tabbningsmetoden som används i det nuvarande arbetet,” förklarade de.

de öppna kretsspänningsvärdena som uppnåddes för minipanelerna var tillräckligt höga, enligt forskargruppen, för att uppnå den objektiva fotokargen i enheten. Den potentiella variationen av battericellsspänningen bestämde emellertid en fotokurmminskning. I 4cm-panelen nådde den 21%, men den slog 59% i 3cm-modulen. Detta illustrerar tydligt att” operationspunkten i detta system inte är optimal, så det kan förmodligen begränsa vrfb: s fotokarge”, sa forskarna.

Mini-modulen med fyra seriekopplade celler uppnådde full objektiv photocharge under 1 solbelysning, vilket resulterade i hög energi på 77%, en sol till batteriladdningseffektivitet på 7,5% och övergripande energiomvandlingseffektivitet på 5,0%. Dessa värden, enligt forskarna, översteg alla värden som rapporterats i litteraturen för solar Vrfb.

trecellsmodulen, som testades under två olika batterikonfigurationer, uppvisade ett fullständigt beroende av batteriets öppna kretspotential och en lägre effektprestanda på grund av lägre cellspänning.

”vi har visat den enorma potentialen för denna typ av energilagringssystem genom att anpassa kommersiella tunnfilmsfotovoltaik för första gången, vilket kan kasta ljus på vägen för den framtida utvecklingen av sådana solbatterier baserat på enklare konfigurationer genom att använda redan befintlig teknik”, avslutade forskarna.

de presenterade sin batteriprototyp i ”anpassning av Cu(in, Ga)Se2photovoltaics för full objektiv photocharge av integrerade solvanadin redoxflödesbatterier”, som nyligen publicerades i hållbar energi & bränslen.

forskare från Spaniens IREC Catalonia Institute for Energy Research och Finlands Aalto-universitet har kombinerat vanadin redox flow batteries (Vrfbs) med mini solmoduler baserade på koppar, indium, gallium och selen (CIGS) tech inom en enda enhet, i ett försök att dra nytta av deras höga energitäthet. forskarna sa att vrfb: s högspänning presenterade en utmaning för…

forskare från Spaniens IREC Catalonia Institute for Energy Research och Finlands Aalto-universitet har kombinerat vanadin redox flow batteries (Vrfbs) med mini solmoduler baserade på koppar, indium, gallium och selen (CIGS) tech inom en enda enhet, i ett försök att dra nytta av deras höga energitäthet. forskarna sa att vrfb: s högspänning presenterade en utmaning för…

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.