Βιβλιογραφική ανασκόπηση της τεχνολογίας των συγκεντρωτικών φωτοβολταϊκών

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι η βιβλιογραφική ανασκόπηση της τεχνολογίας των συγκεντρωτικών φωτοβολταϊκών (CPV) και στη συνέχεια η μελέτη του ρόλου που μπορούν να παίξουν στην παραγωγή πράσινης, φθηνής ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα. Αρχικά, γίνεται μία σύντομη ιστορική αναδρομή στην ιστορία της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας, και στη συνέχεια παρουσιάζεται αναλυτικά η τεχνολογία των συγκεντρωτικών φωτοβολταϊκών δίνοντας έμφαση στις διαφορές τους με τα συμβατικά κύτταρα πυριτίου. Έπειτα, παρουσιάζονται οι πιο σημαντικές κατασκευαστικές διαδικασίες (LPE και MOCVD) καθώς και επίκαιρα ζητήματα που αφορούν τις διαδικασίες αυτές. Ειδικό βάρος δίνεται στις τρέχουσες και μελλοντικές δυνατότητες εμπορικής ανάπτυξης των CPV: Παρουσιάζονται σενάρια μελλοντικής υλοποίησης της τεχνολογίας των CPV, καθώς και το τι έχει γίνει μέχρι σήμερα. Αναδεικνύεται ειδικά ο ρόλος των πολυσυνδετικών ηλιακών κελιών(multi-junction solar cells) σαν καταλύτης στη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να ανταγωνιστεί ευθέως τις συμβατικές πηγές (άνθρακας, υγραέριο, πυρηνικά καύσιμα). Στο τέλος, αναφέρονται συνοπτικά εφαρμογές μεγάλης κλίμακας. Θεόδωρος

This diploma thesis is a bibliographical review about Concentrated Photovoltaics (CPV) and the major role they could play in generating solar power on an industrial-size scale. So far, there hasn't been any greek bibliography concerning concentrated photovoltaics and this thesis aims to close that gap. Initially, a small introduction about photovoltaics in general is made, and consenquently CPV technology is explained in detail. Special emphasis is given on its differences with conventional silicon cells. Afterwards, the most important and promising manufactoring processes and techniques are presented(such as LPE and MOCVD) and current challenges and difficulties concerning those techniques are pointed out. Its current and future economic prospects are laid down, especially in comparison to conventional solar cells. Also, we explain in detail why multijunction solar cell technology is an enabler for low cost power generation using concentrated photovoltaic systems. Finally, several current, large scale applications are presented.