elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Enhancing passive radiative cooling properties of flexible CIGS solar cells for space applications using single layer silicon oxycarbonitride films

Banik, Udayan und Sasaki, Kaname und Reininghaus, Nies und Gehrke, Kai und Vehse, Martin und Sznajder, Maciej und Sproewitz, Tom und Agert, Carsten (2020) Enhancing passive radiative cooling properties of flexible CIGS solar cells for space applications using single layer silicon oxycarbonitride films. Solar Energy Materials and Solar Cells, 209, Seite 110456. Elsevier. doi: 10.1016/j.solmat.2020.110456. ISSN 0927-0248.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2020.110456

Kurzfassung

Satellites in lower earth orbits have been primarily powered by photovoltaic modules. With growing power demand for new satellite concepts, solar cells are required to be flexible and ultra-lightweight to decrease launch costs. CIGS thin film solar technology is a promising candidate, since it can be manufactured on flexible substrates and possesses high radiation hardness. Poor radiative properties of CIGS on the other hand, lead to high temperatures and therefore power loss. High emissivity coatings on CIGS have already been reported but the influence on thermal and electrical aspects have not been addressed. Here we present the optical properties of silicon-oxycarbonitride coatings and their effect on electrical parameters on CIGS cells to be used for the DLR's GoSolAr power sail mission. We show that the single layer coating can significantly increase emissivity from 0.3 to 0.72, with minimal spectral losses and negligible impact on the functioning of the underlying CIGS cell. We simulated the thermal impact of the coating on solar cells in orbit and can predict that the maximum temperature of the cells is reduced by 30 °C, resulting in a significant power gain. Additionally, the coating has an emissivity of 0.87 in the atmospheric window of 8–13 μm making it a very good passive radiative cooler for terrestrial solar cells. The low-cost coating can replace glass and the process can be scaled up for large CIGS modules. The coating can also significantly increase the power to mass ratio of solar modules, reducing costs for space applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135668/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Enhancing passive radiative cooling properties of flexible CIGS solar cells for space applications using single layer silicon oxycarbonitride films
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Banik, UdayanUdayan.Banik (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2605-2215NICHT SPEZIFIZIERT
Sasaki, Kanamekaname.sasaki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0365-4539NICHT SPEZIFIZIERT
Reininghaus, NiesNies.reininghaus (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9509-274XNICHT SPEZIFIZIERT
Gehrke, KaiKai.Gehrke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0591-8289NICHT SPEZIFIZIERT
Vehse, Martinmartin.vehse (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0578-6121NICHT SPEZIFIZIERT
Sznajder, MaciejMaciej.Sznajder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9917-0581NICHT SPEZIFIZIERT
Sproewitz, Tomtom.sproewitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5369-6919NICHT SPEZIFIZIERT
Agert, Carstencarsten.agert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4733-5257NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juni 2020
Erschienen in:Solar Energy Materials and Solar Cells
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:209
DOI:10.1016/j.solmat.2020.110456
Seitenbereich:Seite 110456
Verlag:Elsevier
ISSN:0927-0248
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Polysilazane Coating, Flexible CIGS solar cells, Mid-infrared emittance, Satellite solar Array, Thermo-electrical properties, Durazane 1800
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:TIG Technologie, Innovation und Gesellschaft
HGF - Programmthema:Erneuerbare Energie- und Materialressourcen für eine nachhaltige Zukunft
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemanalyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnik (alt)
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Stadt- und Gebäudetechnologien
Institut für Raumfahrtsysteme > Mechanik und Thermalsysteme
Hinterlegt von: Banik, Udayan
Hinterlegt am:04 Aug 2020 15:26
Letzte Änderung:23 Okt 2023 14:31

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.