具有改进的总效率的光伏装置

文档序号:602942 发布日期:2021-05-04 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 具有改进的总效率的光伏装置 (Photovoltaic device with improved overall efficiency ) 是由 马克西米利安·弗莱舍 罗兰·波勒 埃尔弗里德·西蒙 奥利弗·冯西卡德 于 2019-08-28 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种具有钙钛矿光伏电池的光伏装置和尤其这种装置的效率。在此提出,光伏装置例如在投入运行时首先在偏压运行状态中工作,在所述偏压运行状态中,将偏压施加到光伏装置的钙钛矿光伏电池上。偏压或为此所需的能量可以有利地从与钙钛矿光伏电池相关联的功率电子装置中获取。(The present invention relates to a photovoltaic device having perovskite photovoltaic cells and in particular the efficiency of such a device. It is proposed here that the photovoltaic device, for example when put into operation, first operates in a biased operating state in which a bias voltage is applied to the perovskite photovoltaic cells of the photovoltaic device. The bias voltage or the energy required for this may advantageously be taken from the power electronics associated with the perovskite photovoltaic cell.)

具有改进的总效率的光伏装置

技术领域

本发明涉及一种光伏装置和尤其这种装置的效率。

背景技术

例如在中欧,由于环境政策原因和越来越多也由于经济原因,具有光伏发电(PV)机构的太阳能发电装置在电力生产中所占份额大幅增加。在世界范围已经安装了大量光伏设施,这些光伏设施主要基于具有硅基光伏电池的常规方式。然而多年来,研究所谓的钙钛矿材料,例如CH3NH3PbI3(或更普遍地(CH3NH3)MX3-xYx(其中M=Pb或Sn以及X、Y=I、Br或Cl))在光伏电池中的使用,所述钙钛矿材料由于其光电子特性可将电磁辐射能高效地转换为电能。一方面,基于钙钛矿的光伏电池的特征在于其是相对便宜的。另一方面,钙钛矿光伏电池是传统的硅基光伏电池的越来越重要的替代品,因为由于近年来取得的进步,其效率受到所谓的“光转换效率”(PCE)影响,从百分之几到如今的超过20%表明:可以达到的效率或者有效程度大大超过了常规PV电池所能够达到的效率。在此可考虑的是,钙钛矿光伏电池单独地或然而也在串联光伏模块中例如以与常规的硅光伏电池组合的方式运行。后者例如在PCT/EP2018/055499中描述。

然而,尽管发展有前途,然而钙钛矿光伏电池仍承受其有效系数不恒定的问题。尤其发现,所述钙钛矿光伏电池表现出所谓的起动或接通性能,其特征在于,例如当光伏电池投入运行时,首先效率不对应于最佳值,而是在一段时间后才达到最佳值。在此,术语“投入运行”应不仅包括在最初安装光伏电池之后的第一次投入运行,而且也包括例如在光伏电池在此期间去激活以及例如在晚上光伏电池缺少照射不提供电能的情形之后再次接通。换言之,投入运行因此通常包括光伏电池的运行状态从去激活到激活状态的转变,其中光伏电池在去激活状态中不提供大量电能。与之相反,光伏电池在激活状态中由于照射光伏电池的光敏组件在值得一提的范围内提供电能。

发明内容

在一定时间之后才达到相应的光伏电池的最优效率的效应不利地作用于光伏装置的总效率。因此本发明的目的是,提出一种实现具有尽可能稳定的效率的钙钛矿光伏电池的可能性,使得改进总效率。

所述目的通过在权利要求1中描述的光伏装置和在权利要求9中描述的运行方法来实现。从属权利要求描述有利的设计方案。

相应的光伏装置具有钙钛矿光伏电池,用于将降落到钙钛矿光伏电池上的光L转换成输出电压U1,所述输出电压能够在钙钛矿光伏电池的电端子处分接。此外,设有用于运行光伏装置的控制单元,其中尤其为了闭环控制作为光伏装置的一部分的钙钛矿光伏电池的运行,实际上闭环控制光伏装置的功率电子装置,所述功率电子装置与光伏电池相关联并且将由光伏电池在照射时生成的电压U1经由相应的电导线输送给所述功率电子装置。控制单元现在设立为,监视光伏装置是否出现在特定情形的列表中所列出的情形,例如投入运行,并且运行为,使得在预设的时间段内出现特定情形时触发光伏装置的偏压运行状态,在所述偏压运行状态中,将来自能量源的电偏压施加到钙钛矿光伏电池的光敏组件上。在终止偏压运行状态之后,光伏装置转变到正常运行状态中,在所述正常运行状态中,钙钛矿光伏电池提供输出电压U1。

已知的是,在投入运行时或在其他等效的特定情形下的起动或接通性能看上去与光伏电池的调整在投入运行的时间点是关联的。因此尤其重要的是,钙钛矿光伏电池例如在投入运行时处于哪个状态中。所述状态根据本发明可能受如下影响,即在预设的时间段内,例如在几秒内,在钙钛矿光伏电池上或在其光敏组件上施加电偏压。这引起,在经过预设的时间段之后效率不明显低于电池的最优效率。因为在通常为几秒的特定时间段之后才达到最优效率,所以在投入运行或类似情况之后在上面提到的预设的时间段之后可以切断偏压。偏压可以处于例如1.2V至2.0V的数量级进而与例如0.8V的典型的运行电压相比相对明显更高。

有利地,光伏装置的功率电子装置代表能量源,其至少在光伏装置的正常运行状态中将由钙钛矿光伏电池在用光L照射时提供的输出电压U1转换为在功率电子装置的输出端处可分接的输出电压U2。因此,换言之,终归存在的功率电子装置以由控制单元运行的方式提供要施加到钙钛矿光伏电池上的偏压。因此不需要附加的组件。

具体来说,能量源可以是储能器,从所述储能器中可获取对于提供偏压所需的能量。替选地,能量源例如也可以通过连接到公共的或非公共的电网上实现。

储能器理想地集成到功率电子装置中,即集成到功率电子装置的电路中并且尤其构成为电容器,例如所谓的“超级电容(Supercap)”或构成为电池。例如PCT/EP2015/061129或还有PCT/EP2015/061932示出功率电子装置电路连同在其中间回路中集成的储能器。在此也可以使用逆变器的功率优化器或其集成的储能器。

控制单元现在设立为,运行光伏装置,使得最晚在预设的时间段之后或在终止偏压运行状态之后可将由钙钛矿光伏电池在用光L照射时提供的电压U1的至少一部分用于储能器的再充电。这不必直接在预设的时间段之后出现,而是在由光伏电池供应的消耗器的能量需求低于由光伏电池瞬时提供的电能时例如也可以随后才由控制单元初始化。

控制单元还可以设立为,运行光伏装置,使得偏压在偏压运行状态中恒定地或脉冲式地施加在钙钛矿光伏电池处,或然而预设的电荷量流动到钙钛矿光伏电池中。在脉冲式地施加时,施加一组偏压脉冲,使得在两个彼此跟随的偏压脉冲之间分别不施加偏压。在此至少在一些偏压脉冲之间,即在不施加偏压期间,测量代表钙钛矿光伏电池的瞬时效率的参数。对于所测量的瞬时效率大于预设阈值的情况,终止偏压运行状态并且触发正常运行状态。这具有如下优点,可能可以更早地转变到正常运行状态中。

特定情形的列表例如包括钙钛矿光伏电池投入运行和/或钙钛矿光伏电池缺少照射,其中设有用于测量降落到钙钛矿光伏电池上的照射的光传感器,其中光传感器与控制单元连接,以便为控制单元传送传感器数据,并且控制单元设立为,评估传感器数据并且与照射阈值比较,其中在低于照射阈值时存在钙钛矿光伏电池缺少照射的预设情形。此外,所述列表可以包括如下情形:其中代表钙钛矿光伏电池的瞬时效率的测量变量低于钙钛矿光伏电池的预设的效率阈值(EFFmin)。这种代表性的测量变量例如可以是光伏电池的瞬时电流电压特征曲线的所谓的“最大功率点”,或者然而可以是实际的、基于降落到钙钛矿光伏电池上的辐射功率同与其对应地由光伏电池提供的功率的比较可求得的效率。此外,所述列表可以包括如下情形,其中钙钛矿光伏电池的瞬时输出电压U1低于预设的最小输出电压U1min,其中电压表设为用于测量钙钛矿光伏电池的输出电压U1,其中电压表与控制单元连接,以便为控制单元传送电压测量数据,并且控制单元设立为,评估电压测量数据并且与电压阈值比较,其中在低于电压阈值时存在低于预设的最小输出电压U1的预设情形。另一可考虑的特定情形可以是从上一次出现预设情形起经过预设的时间段,即原则上规则地或周期性地施加偏压。特别是,投入运行和从上一次出现特定情形起经过预设的时间段的特定情形可以无需特别的附加的辅助机构通过控制单元监视,其方式为:所述控制单元配设有相应的开环控制/闭环控制软件,所述软件记录这种情形。

在用于运行这种光伏装置的方法中,在出自特定情形的列表中的情形的出现方面监视光伏装置。在出现特定情形之一时,在预设的时间段中触发光伏装置的偏压运行状态,其中从能量源中将电偏压施加到钙钛矿光伏电池的光敏组件上。

在此,在偏压运行状态中要施加到钙钛矿光伏电池上的偏压有利地通过光伏装置的功率电子装置提供,使得因此功率电子装置代表能量源,所述功率电子装置本来至少在光伏装置的正常运行状态中将由钙钛矿光伏电池在用光L照射时提供的输出电压U1转换为在功率电子装置的输出端处可分接的输出电压U2。真正的能量源在此尤其是集成到功率电子装置中的储能器,例如电池或电容器。总的来说,能量源可以是储能器,从所述储能器中提取对于提供偏压所需的能量。

在预设的时间段之后或在终止偏压运行状态之后,将由钙钛矿光伏电池在用光L照射时提供的输出电压U1的至少一部分用于为储能器再充电。

所述运行方法提出,偏压在偏压运行状态中如已经提到那样恒定地或脉冲式地或以如下方式施加到钙钛矿光伏电池上,即使得预设的电荷量流动到钙钛矿光伏电池中。对于脉冲式施加的情况,施加一组偏压脉冲,使得在两个彼此跟随的偏压脉冲之间分别不施加偏压,其中至少在一些偏压脉冲之间,即在不施加偏压期间,测量代表钙钛矿光伏电池的瞬时效率的参数。对于所测量的瞬时效率大于预设阈值的情况,终止偏压运行状态并且触发正常运行状态。

所述运行方法还提出,特定情形的列表至少包括:钙钛矿光伏电池投入运行;钙钛矿光伏电池缺少照射;代表钙钛矿光伏电池的瞬时效率的测量变量低于钙钛矿光伏电池的预设的效率阈值(EFFmin)的情形;钙钛矿光伏电池的瞬时输出电压U1低于预设的最小输出电压U1min的情形;和/或从上一次出现特定情形起经过预设的时间段。

尤其在出现钙钛矿光伏电池缺少照射的特定情形时,当照射测量值在低于照射阈值BS之后高于另一照射阈值BS’时,才触发偏压运行状态。在此,BS和BS’可以是相同的。由此确保,如果预见照射对于钙钛矿光伏电池的正常运行足够,那么才触发偏压运行状态。

其他优点和实施方式从附图和相应的说明书中得出。

关于表述“用于运行光伏装置”或“控制单元设立为运行光伏装置”等,即其中控制单元应当“运行”光伏装置或其组件之一的表达要说明的是,相应的运行根据情形和需要是分别运行的组件的闭环控制或开环控制。假定,本领域技术人员根据情形和需要清楚,控制单元在相应的情形下例如进行闭环控制还是开环控制。

附图说明

下面,根据附图详细阐述本发明和示例性的实施方式。在那里在不同的附图中的相同的组件由相同的附图标记表示。因此可能的是,在描述第二附图时对于已经结合另外的第一附图阐述的特定的附图标记不再详细阐述。在这种情况下,在第二附图的实施方式中可以假定,在那里用该附图标记表示的组件在不结合第二附图详细阐述的情况下也具有如结合第一附图所阐述的相同的特性和功能。此外,为了概览性,部分地并非所有附图标记在所有附图中示出,而是仅示出在描述相应的附图时参照的附图标记。

附图说明:

图1示出钙钛矿光伏电池,

图2示出光伏装置。

具体实施方式

为了解释术语事先说明,诸如“上方”,“下方”,“之上”,“上”,“下”等的术语在相应的上下文中涉及坐标系,其中要由光伏电池转换为电压的光的源,即例如太阳,位于光伏电池的“上方”或“之上”。

图1示例地且简化地示出光伏电池110。光伏电池110具有光敏组件111,所述光敏组件嵌入承载件112,例如玻璃中。在用光L照射时提供电压U1、即将降落到钙钛矿光伏电池110上的光L转换为输出电压U1的光敏组件111基本上由如开头已描述的钙钛矿材料构成,因此光伏电池110下面也称作为“钙钛矿光伏电池”。在实践中,光敏组件111由多个层组成,尤其包含由钙钛矿材料构成的主要层,其中然而在这里讨论的上下文中,光伏电池110的精确的层构造不重要并且与之相应地不再详细阐述。光伏电池的一般工作方式和尤其光敏组件的一般工作方式此外是充分已知的进而在下文中同样不再详细阐述。仅提到,在光敏组件111中由于用光L照射所生成的输出电压U1可以在光伏电池的电极113、114处分接。电极113、114在实践中典型地在光敏组件111的整个上表面或下表面111o、111u之上延伸。在此,在光敏组件111的朝向光L或相应的、没有特意示出的光源的表面111o上的电极113至少对于光L的光谱的如下部分是透明的,对于所述部分,光敏组件111具有其最大效率。所述因此部分透明的材料例如可以是Li-TFSI掺杂的Spiro-OMeTAD。相反地,在光敏组件111的下表面111u上的电极114不必是透明的并且例如可以由金构成。钙钛矿光伏电池110此外具有带有导线115-1、115-2的电端子,如在图2中表明的,光伏电池110借助所述导线可与功率电子装置120连接,以便为功率电子装置120提供在照射时生成的电压U1。功率电子装置120典型地构成为逆变器,所述逆变器将由钙钛矿光伏电池110提供的直流电压U1转换为适合于消耗器2的交流电压U2。

图2示例地且简化地示出光伏装置1,所述光伏装置具有如在图1中所阐述的钙钛矿光伏电池110以及具有已经提到的功率电子装置120。光伏装置1还包括控制单元130,所述控制单元设立为,根据期望的或需要的运行方式运行光伏装置1。在此尤其为了闭环控制作为光伏装置1的一部分的钙钛矿光伏电池110的运行,实际上闭环控制功率电子装置120,所述功率电子装置一方面经由数据连接装置131与控制单元130连接。另一方面,功率电子装置120与光伏电池110相关联,并且将由光伏电池110在照射时生成的电压U1经由电导线或端子115输送给功率电子装置120。

控制单元130尤其在正常运行状态或“正常运行”和偏压运行状态之间区分。在光伏装置1的正常运行中,将钙钛矿光伏电池110用光L照射并且生成输出电压U1。所述输出电压输送给功率电子装置120并且在那里根据需要和以通过控制单元130运行的方式转换为电压U2,该电压最后提供给电消耗器2。在正常运行期间,光伏装置1和尤其钙钛矿光伏电池110在正常效率EFF(t)=EFFnorm下工作,所述正常效率在理想情况下对应于最大可达到的效率EFFmax。然而,如在导论中已阐述的,在无照射或至多非常弱的照射的时间段之后,例如在时间点T0光伏电池110投入运行之后,首先要经过一定时间段,直到效率EFF在时间点T1达到正常效率EFFnorm。因此,基本上EFF(t’)<EFFnorm在时间段T0≤t’≤T1适用,而对于t>T1适用EFF(t)=EFFnorm

因此,换言之和尤其概括地,钙钛矿光伏电池110的效率EFF在出现特定情形时,在提到的实例中在投入运行时,并且之后还在一定时间段中比在正常运行中可预期的效率EFFnorm更小。

控制单元130现在设立为,监视光伏装置1是否出现这种特定情形,并且运行为,使得在出现特定情形时在预设的时间段dT内触发光伏装置1的偏压运行状态,所述预设的时间段典型地持续数秒。在偏压运行状态中,从能量源121中,将在例如1.2V至2.0V的量级中的电偏压施加到钙钛矿光伏电池110上或其光敏组件111上和尤其经由电极113、114施加。偏压感生出在光敏组件111之内的离子迁移,这引起构成电场,所述电场有利地作用于效率EFF(t),尤其当还未达到正常效率EFFnorm时如此。

通过关断偏压也终止偏压运行状态并且光伏装置1转变为正常运行,在所述正常运行中钙钛矿光伏电池110提供输出电压U1,所述输出电压以已知的方式输出给功率电子装置120用于进一步处理,并且在所述正常运行中光伏装置1尤其以正常效率EFFnorm和以正常效率工作。

能量源121在理想情况下集成到总归存在的功率电子装置120中。在此,表达“集成”应理解为,能量源121不仅例如安置在功率电子装置120的壳体中。更确切地说,“集成”意味着,在此情况下尤其构成为电池或构成为电容器的能量源121在电路方面集成到功率电子装置120的电路中。特别有利地,能量源121可以是在功率电子装置120的电路中本就设置的组件。如已经在上文中提到的,PCT/EP2015/061129以及还有PCT/EP2015/061932示出功率电子装置电路连同集成在其中间电路中的储能器。

对于到功率电子装置120中的集成替选地,能量源121当然也可以是单独的、在功率电子装置120之外并且与功率电子装置120无关地布置的能量源121’,例如电池或还有到公共的或非公共的电网的端子。这在图2中通过用虚线表明的能量源121’表示,所述能量源例如可以经由电连接装置或端子115和相应的电极113、114与光敏组件111连接。替选地,能量源121’当然也可以经由单独的、附加的连接与光敏组件111的电极113、114连接。然而这在如下范围中是不太有利的,即在所述情况下在相应的布线和接触方面需要附加的耗费。根据单独的能量源121’的类型可能需要电子装置122’,所述电子装置将例如由电网121’提供的交流电压转换为需要的偏压。在此,在所描述的情况下构成为整流器的电子装置122’由控制单元130相应地运行。

能量源121到功率电子装置120中的集成然而相对于使用单独的能量源121’带来的主要优点是,可以使用在控制单元130和功率电子装置120之间的总归存在的数据连接装置131,以便直接运行功率电子装置120中的能量源121,使得所述能量源在特定情形下提供需要的偏压。特别有利的是,使用在功率电子装置120的电子电路中已经存在的能量源。这种现代的功率电子装置120通常与所谓的“功率优化器”(英语“power optimizer”)连接或包括所述功率优化器,所述功率优化器与逆变器120电耦联并且具有可用作为能量源的组件或本身可以用作为这种组件。功率电子装置120的电子电路的所述组件可以在这里所描述的作为电能的源121的应用中用于将偏压提供给电极113、114,其中在控制单元130方面提供相应需要的闭环控制或开环控制。在所描述的情况下,由此不必改变功率电子装置120,而是利用可用的电子电路。

在光伏装置1的运行中,控制单元130工作,使得其将光伏装置1最晚在预设的时间段dT之后再次置于正常运行状态中,使得所述光伏装置在正常运行中工作,在所述预设的时间段中光伏装置1处于偏压运行状态中。有利地,现在在正常运行中钙钛矿光伏电池110在正常运行中生成的输出电压U1的至少一部分用于为储能器121再充电。这不必直接在预设的时间段dT之后出现,而是例如当由光伏装置1供应的消耗器2的能量需求低于由光伏电池110瞬时提供的电能时,随后才由控制单元130初始化。

控制单元130此外设立为,运行光伏装置1,并且对于能量源121集成到功率电子装置120中的情况,尤其运行功率电子装置120,使得偏压在预设的时间段dT期间恒定地施加在钙钛矿光伏电池110的光敏组件111上或施加在相应的电极113、114上。

在对此的第一替选方案中,控制单元130也可以工作为,使得脉冲式地施加偏压。在此,将偏压脉冲的时间序列施加到电极113、114上,其中在两个彼此跟随的脉冲之间没有电压施加在电极113、114上。在此情况下,分别在两个偏压脉冲之间可能进行对例如有效系数或电流电压特征曲线或另一代表钙钛矿光伏电池110的瞬时效率的变量的测量。如果所述测量得出,所测量的效率EFF(t)达到例如基本上对应于正常效率EFFnorm的可预设的阈值,那么偏压运行状态可能可以及早终止,即在经过预设的时间段dT之前终止。

在第二替选方案中,施加偏压,使得预设的电荷量流动到钙钛矿光伏电池110或光敏组件111中。因为如导论中所提到的那样假设,在光敏组件111中的离子迁移在一开始效率减小的情况下和在偏压有利地作用的情况下是重要的,对在偏压运行状态中流动到光敏组件111中的电荷的控制允许与在施加恒定偏压的情况下相比更准确地设定光伏电池110的工作条件。

在上文提到的实例中,特定情形如其在导论中已限定的那样是光伏装置1的投入运行,出现所述特定情形是光伏装置1的偏压运行状态的触发的前提。在这种投入运行的情况下,典型地直接涉及控制单元130,因为投入运行通常经由控制单元130本身触发。与之相应地,在出现所述监视是否出现特定情形以及可能接着采取施加偏压的措施是耗费少的并且在最简单的情况下可通过控制单元130的运行软件的纯的软件解决方案实现。

投入运行的特定情形然而不是光伏装置1转变到偏压运行状态中使得电偏压施加到钙钛矿光伏电池110上的唯一情形。作为其出现是光伏装置1的偏压运行状态的触发的前提的特定情形在第一改进方案中也可以考虑钙钛矿光伏电池110缺少照射,例如由于多云或在破晓或黄昏等的情况下。为了监视光伏装置1的缺少照射的这种特定情形的出现,光伏装置1具有光传感器116,所述光传感器尽可能靠近钙钛矿光伏电池110的光敏组件111设置并且所述光传感器还与控制单元130连接,以便为控制单元130传送传感器数据。传感器数据是表示钙钛矿光伏电池110的照射的强度的量值,并且控制单元130设立为,评估传感器数据并且与照射阈值BS比较。在低于照射阈值BS时可假设,存在钙钛矿光伏电池110缺少照射的特定情形,并且控制单元130可以如在投入运行的情况下那样在时间段dT中触发偏压运行状态。然而偏压运行状态的触发在一个有利的改进方案中尤其在瞬时的由光传感器116测量的照射超过预设的照射阈值BS’时才进行,因为照射否则对于正常运行会不足并且偏压的施加是多余的,因为钙钛矿光伏电池110总归不会有效地工作。在此,必要时可以适用BS=BS’。因此,在缺少照射的特定情形下,在理想情况下观察两个时间点TS1、TS2,即低于照射阈值BS的时间点TS1和超过照射阈值BS’的时间点TS2。在确定低于第一照射阈值BS时,控制单元130首先可以转变为待机运行并且在接着超过照射阈值BS’时才从待机运行转变为偏压运行状态。如果触发偏压运行状态,那么方法进一步进行,如上文已经描述的那样,也就是说偏压和具有所述偏压的偏压运行状态在时间段dT之后终止,或在脉冲式地施加偏压的情况下,可能当所测量的效率EFF(t)达到可预设的阈值时才终止。

作为其出现是光伏装置1的偏压运行状态的触发的前提的特定情形,在第二改进方案中也可以考虑低于钙钛矿光伏装置110的预设的最小效率EFFmin。在此,求得代表钙钛矿光伏电池110的瞬时效率的测量变量并且与效率阈值比较。用于测量这种代表瞬时效率的测量变量的可能性在下文中给出。与第一改进方案类似地,在第二改进方案中也使用控制单元130,以便监视瞬时效率或相应的代表性的测量变量。在低于效率阈值时假定,存在钙钛矿光伏电池110的瞬时效率过小的特定情形,并且控制单元130在时间段dT中触发偏压运行状态。如果触发偏压运行状态,那么进行进一步的方法,如上文已经描述那样。

类似地,在第三改进方案中,低于钙钛矿光伏电池110的预设的最小输出电压U1min可以考虑作为其出现是光伏装置1的偏压运行状态的触发的前提的特定情形。钙钛矿光伏电池110的瞬时输出电压U1施加在功率电子装置120上并且可以假定,对于控制单元130也存在电压U1。通常这可以表示为,光伏装置1具有用于测量钙钛矿光伏装置110的输出电压U1的电压表,其中电压表实际上由功率电子装置120与控制单元130组合地实现。电压表120与控制单元130连接,以便传送电压测量数据,所述电压测量数据代表瞬时输出电压U1,并且控制单元130设立为,评估电压测量数据并且与电压阈值比较。在低于电压阈值时存在低于预设的最小输出电压U1min的特定情形,并且控制单元130触发偏压运行状态。如果触发偏压运行状态,那么进行进一步的方法,如上文已经描述那样。

在第四改进方案中,从上一次出现特定情形起经过预设的时间段又可以视为特定情形,也就是说特定情形和其伴随的偏压运行状态原则上规则地或周期性地出现。如果触发偏压运行状态,那么进行进一步的方法,如上文已经描述的那样。特别地,从上一次出现特定情形起经过预设的时间段的特定情形可以如同投入运行的特定情形那样无需特殊的附加的辅助机构就能够由控制单元130监视,其方式为:所述控制单元配设有运行软件的相应的软件解决方案,所述软件解决方案记录这种情形。

最后提出,用于测量钙钛矿光伏电池110的瞬时效率或用于求得代表瞬时效率的测量变量的途径是,将落射到光伏电池110上的光量或照射强度以相应的功率的形式测量并且将所述功率与由光伏电池110由于所述照射产生的功率比较。用于求得代表钙钛矿光伏电池110的瞬时效率的测量变量的另一可能性是,确定钙钛矿光伏电池110的电流电压特征曲线的瞬时的、所谓的“最大功率点”(MPP),所述最大功率点描述在电流电压特征曲线上的如下点,在所述点处,光伏电池110在分别给定的环境条件下提供最大可能的功率。因此,例如可以在时间点Tx记录瞬时的电流电压特征曲线并且在其中确定瞬时的MPP(Tx),MPP(Tx)随后是表示瞬时效率的量值。当所述MPP(Tx)小于假设为已知的MPP(norm)时,必须假定,瞬时效率小于在正常运行中常见的或可能的效率,其中MPP(norm)描述在正常或最优工作的光伏电池110中的最大可能的功率。在此,因此绝对值MPP(Tx)不是关键的,而是与参考值,例如MPP(norm)的比较是关键的。

还要注意的是,钙钛矿光伏电池110的光敏组件111的“光子转换效率”PCE在上文中可以假设为表示钙钛矿光伏电池110的效率或有效系数的量值,即使假设,光伏电池110的效率不仅与PCE相关,而且也与其他部分固定的参数,例如电极113、114的类型或材料,电极113、114的布置以及光敏组件111的可能的在此未提到的其他层相关也如此。然而也假设,在此施加的偏压基本上作用于PCE并且不作用于其他影响效率的参数。因此,在此处基本上由PCE代表效率的方式是合理的。

附图标记列表

1 光伏装置

110 钙钛矿光伏电池

111 光敏组件

111o 上表面

111u 下表面

112 承载件

113 电极

114 电极

115 电端子,连接装置

115-1 电导线

115-2 电导线

116 光传感器

120 功率电子装置

121 能量源、电池、电容器、超级电容

121’ 能量源、电网

122’ 电子装置

130 控制单元

131 数据连接装置

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