Des simulateurs solaires à LED pour mesurer les performances des modules photovoltaïques tandem pérovskite-silicium

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D’après pv magazine international

Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires (Fraunhofer ISE) en Allemagne ont mis au point une nouvelle procédure permettant un ajustement spectral précis et traçable des simulateurs solaires à LED pour la mesure de modules solaires tandem à grande surface en pérovskite-silicium.

« Nous avons montré, pour la première fois, comment un étalonnage complet des modules solaires tandem à grande surface en pérovskite sur silicium peut être réalisé en utilisant de manière cohérente la variabilité spectrale des simulateurs solaires à LED », a déclaré David Chojniak, auteur principal de la recherche, à pv magazine international.

« En effectuant des mesures d’efficacité quantique externe (EQE), des mesures de puissance, la détermination des coefficients de température, ainsi que des études sur les performances des modules dans des conditions spectrales variables en une seule mesure, cette configuration offre un énorme potentiel pour la mise en place d’étalonnages en tandem avec des simulateurs solaires à LED », a-t-il ajouté.

Dans l’étude intitulée « Détermination traçable de l’efficacité des modules tandem à grande surface en pérovskite sur silicium — Perspectives d’un laboratoire d’étalonnage », publiée dans Progress in Photovoltaics, Chojniak et ses collègues expliquent que la procédure proposée peut être mise en œuvre à partir d’un seul dispositif de mesure pour l’étalonnage complet du module, tout en impliquant une mesure EQE complète du module basée sur les spectres d’émission étroits des différents types de LED utilisés dans le dispositif.

Pour leurs expériences, ils ont utilisé un simulateur solaire avancé à LED Wavelabs SINUS-3000, équipé de 26 sources lumineuses à spectre différent et contrôlé à l’aide du logiciel LabVIEW développé en interne.

« La distance entre le simulateur solaire et le dispositif testé (DUT) était de 7 m », indique l’article. « La taille de la zone éclairée était de 2,86 m², pour laquelle une non-uniformité spectrale moyenne de 0,95 % a été atteinte. Le simulateur a été installé dans un laboratoire à température contrôlée, peint en noir afin de réduire les reflets. »

L’équipe de recherche a également étudié comment la résolution et la précision limitées de l’EQE LED affectent l’ajustement spectral du simulateur solaire.

L’analyse a montré que la nouvelle procédure offre une « bonne concordance qualitative » avec les mesures EQE réalisées à l’aide du dispositif LED sur des modules de grande surface et des cellules encapsulées au CalLab PV Cells de Fraunhofer ISE.

Les chercheurs ont également ajusté le spectre des simulateurs solaires à LED pour les mesures des cellules et modules tandem conformément à la norme IEC60904-1-1, qui décrit les procédures de mesure des caractéristiques courant-tension des dispositifs photovoltaïques à jonctions multiples.

« Cette procédure de réglage fin du spectre du simulateur repose sur des modifications minimes de sa forme, éliminant ainsi la nécessité de recalculer les facteurs de désadaptation spectrale (SMM) et évitant donc un processus d’ajustement itératif et fastidieux », ont souligné les chercheurs.

« La procédure proposée réduit considérablement la manipulation des appareils, le temps nécessaire et, par conséquent, les coûts financiers », a conclu Chojniak.

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