JOURNAL OF HYDROCARBONS MINES AND ENVIRONMENTAL RESEARCH

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© Journal of Hydrocarbons Mines and Environmental Research, ISSN: 2107-6510, Volume 2, Issue 1, June 2011, 69-74 __________________________________________________________________________________________________

Effects of climatic parameters on the performance of thin film solar cells

Abla Guechi 1,* and Mohamed Chegaar 2

1 Institute of Optics and Precision Mechanics, Ferhat Abbas University, 19000 Setif, Algeria
2 Department of Physics, Ferhat Abbas University, 19000 Setif, Algeria
* Corresponding author: ab_guechi@yahoo.fr (A. Guechi)

Received: 16 July 2011 - Accepted: 12 December 2011 - Available online: 20 December 2011

Abstract: The aim of this study is to determine the effect of variations in global and diffuse spectral distribution due to the variation of environmental parameters (turbidity, atmospheric water vapour content, air mass and albedo) on the performance of two kinds of solar cells (CdTe and microcrystalline silicon (µc-Si)) using the spectral irradiance model SMARTS2 for clear skies on the site of Setif.
The results show a reduction in the short circuit current due to increasing turbidity. It is 18.82% and 23.40% under global radiation for CdTe and microcrystalline silicon (µc-Si) cells respectively. However it increases under diffuse radiation. Increasing water vapor in the atmosphere leads to a reduction in the short circuit current of 3.15%, and 1.46% for CdTe and microcrystalline silicon (µc-Si) cells respectively under global radiation and it is not influenced under diffuse radiation. The short circuit current decreases with increasing air mass for the two types of solar cells. On the other hand, the efficiency increases with increasing albedo for CdTe and microcrystalline silicon (µc-Si).
Keywords: CdTe, µc-Si, solar cells, efficiency, atmospheric parameters, irradiance, spectral variation, SMARTS model.

Effets des paramètres climatiques sur les performances des cellules solaires à base de couches minces

Résumé: L’objectif de ce travail est d’analyser l’effet des paramètres atmosphériques tels que la turbidité, la vapeur d’eau, la masse d’air et l’albédo sur les composantes global et diffuse du rayonnement solaire, puis sur les performances des cellules solaires en CdTe et (µc-Si). Nous avons estimé les différentes composantes de l’irradiance solaire incidente sur une surface horizontale au sol en utilisant un modèle spectral de grande résolution SMARTS2. Les résultats obtenus montrent que le courant de court-circuit diminue avec l’augmentation de la turbidité sous irradiation global, cependant ce courant augmente avec l’augmentation de la turbidité sous éclairement diffus. Ces réductions sont de l’ordre de 18.82% et 23.40% respectivement pour les cellules solaires en CdTe et (µc-Si). Cependant la croissance de la vapeur d'eau dans l'atmosphère réduit l'éclairement disponible et par conséquent le courant de sortie de la cellule. Cette réduction est moins importante sous éclairement diffus. Elle est de l’ordre de 3.15% et 1.46% respectivement pour les cellules solaires en CdTe et (µc-Si). Le courant de court-circuit diminue avec l'augmentation de la masse d'air pour les différents types de cellules solaires. Enfin le rendement de ces cellules augmente avec l’augmentation de l’albédo pour les cellules solaires en CdTe et (µc-Si).
Mots-clés: CdTe, (µc-Si), cellule solaire, rendement, modèle SMARTS, irradiance, paramètres atmosphériques, variation spectral.