I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   4 ,  A u g u s t   2020 ,   p p .   3 8 1 9 ~ 3 8 2 5   I SS N:  2088 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 10 i 4 . p p 3 8 1 9 - 3 8 2 5           3819       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   Spectr a l  f i l ter i ng  e x peri m enta t i o n on P ho t o v o l ta i c ce l l s  u s i ng  no v e l     bi o - fi l ter m a de fr o m  copper c o a ted h i bi s cus - et ha n o l  ext ra c t       E m et er e  M o s es E . 1 ,   G a be - O j i Tes t i m o ny 2 ,   Duro do la   B .   M . 3   1 , 2, 3 De p a rtm e n t  o f   P h y sic s,  Co v e n a n t  Un iv e rsity   Ca n a a n   Lan d ,   Nig e ria   1 De p a rtme n t  o f   M e c h a n ica l  En g i n e e rin g   S c ien c e ,   Un iv e rsity   o f   Jo h a n n e sb u rg ,   S o u t h   A f ric a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 2 7 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   No v   6 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   Feb   2 ,   2 0 2 0     T h e   c h a ll e n g e s  f a c in g   so lar  p o w e r  g rid   sy ste m   in   Af rica   is  h u g e .   M o st  sa li e n t   o f   th e se   c h a ll e n g e s  is  th e   in e ff i c ien c y   o f   th e   p h o to v o lt a ic  ( P V )   m o d u le  to   su sta in   it s o u tp u t  f o r  m o re   th a n   a   y e a r.   Ce rtain l y ,   th e   h a rsh   w e a th e r  c o n d it io n   i n   th e   re g io n   c a n   b e   sa id   to   b e   o n e   o f   th e   re a so n s  f o r  th e   sh o rtco m in g   th a t   w a s  e a rli e r   h ig h li g h ted .   In   t h is  re se a rc h ,   b io - f il ters   w e r e   su g g e st e d   to   f il ter    th e   h a rm f u l  ra d iatio n   h it ti n g   th e   P V   m o d u le.  T h e   b io - f il ter  is  m a d e   u p   o f  c o p p e r  c o a ted   h ib isc u s  e x t ra c t.   Th e   h ib isc u s  e x trac t  w a s  d o n e   u si n g   e th a n o l   so lu ti o n .   It  wa s  o b se rv e d   th a t  th e   b io - f il ter  w a s  a b le  to   f il ter  th e   so m e   o f    th e   h a rm f u l  ra d iatio n   a s  e x p e c ted .   Us in g   th e   c u rre n t,   v o lt a g e   a n d   p o w e r   o u t p u t ,   it   c a n   b e   o b se rv e d   th a t   th e   e ff icie n c y   o f   th e   P V   m o d u le  im p ro v e d   b y   > 8 % .   T h is  re su lt   is  im p re ss i v e   c o m p a re d   t o   o th e r  sim p le  o p ti c a l  f il ters .   T h e   q u a n ti ty   o f  th e   h a r m f u l  so lar  ra d iati o n   w a s  n o t  e sti m a ted   b e c a u se   o f   th e   li m it a ti o n s  o f   th e   e q u ip m e n t  u se d   f o r  th e   re se a rc h .   T h e   a u th o rs   re c o m m e n d   th a t  t h e   sp r a y   p y ro l y sis  d e v ice   b e   u se d   to   h a v e   th e   e x a c t  la y e r  o f  th e   b io - f il ter.  It  is  a lso   re c o m m e n d e d   t h a t  th e   d e g ra d a ti o n   o f   th e   sp ra y   f il m   d u e   to   p r o lo n g e d   e x p o su re   to   su n l ig h t  sh o u l d   b e   stu d ie d   w it h in   so m e   m o n th s.   M o re   w o rk   c a n   b e   d o n e   in   e stim a ti n g   th e   p e rc e n t a g e   o f   in f ra re d   th e   b i o f il ter   c a n   a b so rb   p e r  ti m e .   K ey w o r d s :   B io - f ilter   P h o to v o ltaic  ce lls   So lar   So lar   en er g y   Sp ec tr al  f ilter i n g   Co p y rig h t  ©   2 0 2 0   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   E m eter e   Mo s es E . ,     Dep ar t m en t o f   P h y s ics,   C o v e n an t U n i v er s it y ,   C an aa n   la n d ,   P . M. B   1 0 2 3 ,   Ota ,   Nig er ia.   E m ail: e m eter e@ y a h o o . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  s u n   i s   t h e  s o u r ce   o f   s o lar   en er g y .   So lar   en er g y   is   a n   o p tio n   o f   r e n e w ab le  e n er g y .   R esear ch   o n   s o lar   en er g y   is   as  o ld   a s   m a n   e x is ten ce   [ 1 ,   2 ] .   T h e  tech n o lo g y   f o r   h ar v esti n g   s o lar   e n er g y   [ 3 ,   4 ]   k ee p s   in v o l v i n g   d ep en d in g   o n   t h r ee   m ai n   f ac to r s   i.e .   e f f icie n c y   o f   th e   s o lar   d ev ice,   th e   s u n s h in e   h o u r s   o v er   th e  g eo g r ap h ical  r eg io n   a n d   th e  lif e s p an   o f   t h e  s o lar   d ev ice.   T h e  s u n s h in e  h o u r s   i n   th e  tr o p ics  ar e  m o r e  th a n   in   th e  te m p er ate  r eg io n s .   W ith i n   th e  tr o p ics,  th e  s o lar   s u n s h i n e  h o u r s   v ar ies  ac co r d in g   to   g eo g r a p h ical   lo ca tio n s   [ 5 ,   6 ] .   T h e  co astal  r eg io n s   o f   th e  t r o p ics  h av e  th e  lo w est  s u n s h in e  h o u r   d u e  to   co n v ec t i v e   ac tiv ities .   T h er e  ar e  lo ts   o f   s o lar   s h ad i n g   d u e  to   d if f er en t   clo u d s   f o r m at io n   a n d   m o v e m en t [ 2 ] .   Mo v i n g   f o r w ar d ,   tr o p ical   g eo g r ap h ical  lo ca tio n s   th at   is   clo s e  to   co astal  ar ea s   d o   h av e  a  d if f er en t  s u n s h i n e  h o u r .   A ls o ,   lo ca tio n s   clo s e  to   th e  d eser t   h a v e  h i g h er   s u n s h i n e  h o u r .   I n   o t h er   w o r d s ,   t h e  s u n s h i n e  h o u r   i s   d eter m in ed   b y   th e  cl i m a tic  s y s te m   o f   a  g eo g r ap h ical  lo ca tio n   [ 5 ] .   T h e  m o s t  s alie n t  ch alle n g e   i s   th e  s i g n at u r es  o f   t h e  s o la r   r ad iatio n   p atter n   ( SR P )   as  it  h as  b ee n   f o u n d   to   d if f er   ar o u n d   th e  tr o p ics.  Mo r e  s o ,   SR P  h as  d an g er o u s   o r   h ar m f u l  s o lar   r ad iatio n   th at  i s   ca p ab le  o f   d estro y i n g   t h e  p h o to v o ltaic  ( P V)   m o d u le.   T h is   f ac t  is   s u p p o r ted   b y   r ec en t   p atr o n ag e  in   th e   s o lar   m ar k et   in   Af r ica.   A t  t h e  m o m en t,  S o u th   Af r ica  h as  b ee n   ab le  to   g en er ate  ab o u t   1 2 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   4 ,  A u g u s t   2020   :   38 1 9   -   382 5   3820   MW   to   th e  s o lar   g r id   ch ain .   T h is   f ea t  h a s   s i g n if ican t l y   d r o p p ed   in   th e  s u b s eq u en t  y ea r s   [ 7 ] .   T h is   ch allen g e   m a y   i m p l y   th a t th e  p h o to v o lta ic  ( P V)   m o d u les ar e  n o   lo n g er   at  th eir   o p ti m al  w o r k i n g   co n d itio n s .   W h en   s o lar   e n er g y   tec h n o lo g y   w as  i n tr o d u ce d   i n to   th e  Af r ican   s o lar   m ar k et,   it  w a s   i n it iall y   v er y   ex p en s iv e  d u e  to   p u r c h asi n g   an d   m ai n te n a n ce   co s t.  T h e  s o lar   m ar k et  i n   t h e  r e g io n   r ec eiv ed   a  b o o s t  w h e n   m an u f ac t u r er   r ed u ce d   p u r ch a s in g   co s t.  O v er   t h e  y ea r s   o f   a   g o o d   p atr o n ag e  o f   s o lar   d ev ic es  i n   m o s t  p ar ts   o f   Af r ica,   it  h a s   b ee n   o b s er v ed   t h at  t h e  s o lar   m ar k et  in   Af r ica   h av e  n o t  th r i v ed   s i g n if ican tl y .   T h is   m ea n s   t h a t   d esp ite  ch a n g in g   b r a n d s   o f   P V  m o d u les,  t h e   u s er s   h a v e  n o t  b ee n   g r ea tl y   i m p r ess ed .   W it h in   t h e  s p ac e  o f   s i x   y ea r s ,   t h e  P V  m a n u f ac t u r er s   h av e  in tr o d u ce d   i n to   t h e  m ar k et - p r o d u ct  s u c h   a s   m o n o cr y s tallin e  P V  m o d u les ,   p o ly cr y s tall in e  P V  m o d u le  a n d   h y b r id   P V  m o d u les.  I n i tiall y ,   th e  i n j ec tio n   o f   th ese  p r o d u cts  i n to   th e  Af r ica n   m ar k et   s i g n if ican t l y   i m p r o v e d   en er g y   g e n er atio n ,   h o w e v e r ,   th e  u n i m a g i n ab le  d r o p   in   P V  p er f o r m a n ce   to   ab o u t 6 0 %  w it h i n   th e  f ir s t o r   s ec o n d   y ea r   o f   p u r ch ase  i s   h ig h l y   d is ap p o in ti n g .     T h e  m o d if icatio n s   o f   s o lid - s ta te  tech n o lo g ies   in   v ar io u s   p h o to v o ltaic  ce lls   in   th e  m ar k et  w er e  d o n e   in   t h e  m a n u f ac t u r er ’ s   e n v ir o n m en t [ 8 ] .   I n   o th er   w o r d s ,   t h er e   ar e  b asic d esi g n   lap s es   t h at  m ak e  t h e  P V  m o d u le   n o t  to   w o r k   ap p r o p r iately   i n   a n o th er   e n v ir o n m en t - o t h er   th a n   t h e  m a n u f ac tu r er ’ s   e n v ir o n m en t.  T h is   i s   th e  o r ig i n   o f   t h e  p o o r   p er f o r m i n g   P V  m o d u le s   i n   t h e  tr o p ical  b elt  o f   Af r ica.     K n o w in g   f u ll y   w ell   t h at  t h e  s o lar   r ad iatio n   p atter n   e m it s   d an g e r o u s   r ad iatio n   t h at   co u ld   d es tr o y   th e   s o lar   P V  m o d u le,   a n d   it  w a s   r ep o r ted   ea r lier   th at  th is   h ar m f u l  r ad iatio n   v ar ies  f r o m   o n e  lo ca tio n   to   an o th er ,   it   is   s alien t - b ased   o n   th e  ab o v e,   to   in tr o d u ce   th e  co n ce p t  o f   s o lar   s p ec tr al  f ilter in g   ( SS F).     SS F  h elp s   to   s cr e en   t h e  s o lar   r ad iatio n   r ea ch in g   th e  s u r f ac e  o f   t h e  P V  m o d u le  [ 9 ,   1 0 ] .     I n   t h is   r esear ch ,   t h e  b io - f ilter   w as   s y n th e s iz ed   to   p er f o r m   th e  SS F   p r o ce s s es,   as  it  i s   k n o w n   t h at     th e  s o lar   m o d u le  o n l y   n ee d s   th e  v i s ib le  li g h t  [ 1 1 ] .   I t  is   en v i s a g ed   th at  i f   th is   r esear c h   r ec eiv es  f u r th er   co n tr ib u tio n ,   it  w i ll  h elp   to   r ed u ce   m ai n te n an ce   co s t  a n d   b o o s t  p atr o n ag e.   T h e  b io - f ilter   u s ed   f o r   th is   r esear c h   w a s   o b tain ed   f r o m   p la n t e x tr a ct.     T h e  p lan t e x tr ac t  w a s   o b ta in ed   f r o m   Hib i s cu s   Sab d ar if f a   as s h o w n   Fi g u r e  1 .   B ef o r e  th is   ex p er i m en t,  it  is   w id el y   k n o w n   t h at  t h e  h ib is cu s   ex tr ac t  ar e  u s ed   f o r   f l av o u r s ,   m ed icin al,   p h ar m ac e u ticals,  a g r o ch e m i c als,  f r a g r an ce s ,   tr ea t m e n t  o f   w a s te w ater s   a n d   lo ca l  d y e s   [ 1 2 - 1 5 ] .   T h e  m aj o r   co m p o n e n t i n   t h e  f lo w er   is   t h e   cy a n id i n   3 -   s o p h o r o s id e.   B ef o r e  n o w ,   th er e  h a v e  b ee n   s ev er al  w o r k s   o n   s p ec tr u m   f il ter s   f o r   P V  [ 1 6 ,   1 7 ] .   Kan f ar a  et  al.   [ 1 6 ]   u s ed   a  lo w - p a s s   f ilter   f o r   tes tin g   th e  p er f o r m a n ce   o f   P V  m o d u les.  T h e  ex p er i m e n t  s h o w ed   litt le  s u cc e s s .   Ha m d ad   an d   B r aw iech   [ 1 7 ]   w o r k ed   o n   s h o r t  p ass   f ilte r   an d   UV  h o t  m ir r o r ”a s   an   o p tical  f ilter   o n   th e  p er f o r m an ce   o f   P V  ce lls .   I t  w a s   o b s er v ed   th at  th e  s h o r t  p ass   f ilter ed   P V  m o d u le  an d   th e  h o t  f i lter ed   m o d u le  ca u s ed   a  d r o p   in   t h e  t e m p er atu r e  b y   6 ° C   a n d   1 0 °C   r esp ec tiv el y .   I n   g e n er al,   th e  e f f icien c y   o f   t h e  P V   m o d u le  w as i m p r o v ed   b y   <6 %.           Fig u r e  1 .   Hib is cu s   s ab d ar if f a  L .   f lo w er       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h e  m ater ials   u s ed   f o r   th u s   ex p er im e n t i n cl u d es:  th r ee   3 W   Mo n o cr y s tall in e  s o lar   m o d u le s ; t h r ee   4 W   p o ly cr y s tall in e  s o lar   m o d u le s ;  2 m m   C o n n ec t in g   w ir es ;  d ata  lo g g er ;  d ig ita l  Mu l ti - m eter ;  r eto r t  s tan d ,   s o lar i m eter .   T h e  r atin g   o f   t h e  m o n o cr y s talli n e  s o lar   m o d u le   is :  o p en   cir c u it  v o ltag e   ( v o c) =1 0 . 8 v ;  s h o r t  cir cu i t   cu r r en t  ( is c) = 4 1 8 m A ;  m a x i m u m   p o w er   v o ltag e  ( v m p ) = 8 . 2 v ;  a n d   m a x i m u m   p o w er   cu r r en t  ( i m p ) = 3 6 6 m A .   T h e  r atin g   o f   t h e  p o l y cr y s tall in e  s o lar   m o d u le  i s :  o p en   cir c u it  v o ltag e  ( Vo c) = 2 2 . 4 6 6 V;  s h o r t  cir cu it  c u r r en t  ( I s c) = 0 . 2 3 5 A ;  m a x i m u m   p o w er   v o lta g e  ( V m p ) = 1 8 . 4 3 6 V ;  an d   m a x i m u m   p o w er   cu r r en t  ( I m p ) =0 . 2 2 0 A .   T h e  Hib is cu s   s ab d ar if f a  f lo wer   w as  b len d ed   w i th   et h an o l  an d   f ilter ed .   T h e  f iltra te  co llected   in to   a  b ea k er .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       S p ec tr a l filter in g   ex p erimen ta tio n   o n   P h o to v o lta ic  ce lls   u s in g …    ( E mete r e   Mo s e s   E . )   3821   T h e  1 0   m l  o f   th e  f iltra te  w as   m ix ed   w it h   0 . 0 0 4 5   m o le  o f   C u   ( NO 3 ) 2 . 3 H 2 O  an d   lef t  a  d a y   to   en ab le  p r o p er   d is s o lu tio n   o f   co p p er .   Si m ila r   m et h o d s   h av e   b ee n   u s ed   i n   p ast  e x p er i m e n ts   [ 1 8 - 2 1 ] .   T h e  f iltra te   is   s tirr ed   v ig o r o u s l y   at  ce r tai n   i n ter v al  o f   ti m e.   T h e  d ata  lo g g er   ca n   ac co m m o d ate  f o u r   m o d u le s   in   to tal  ( t w o   m o n o cr y s talli n e   an d   t w o   p o ly cr y s tall in e)   as  p r esen ted   in   Fi g u r e  2 .   T h e  s en s iti v it y   o f   th e  s e n s o r s   w as  s y n ch r o n ized   w it h   a  m u lt i m e ter .   I t  w a s   o b s er v ed   th at   t h e  p er ce n tag e   ac cu r ac y   w a s   9 9 . 2 3 %.  T h e  o f f s e t  w a s   t h en   co n f i g u r ed   th r o u g h   th e  A r d iu n o   b o ar d   to   r ef lec t  th e  s h o r tf all.   O n e  m o n o cr y s ta llin e  a n d   p o ly cr y s tal lin e  m o d u le  w as  u n s p r a y ed   an d   th e  o th er   t w o   m o d u les  ( m o n o cr y s talli n e  an d   p o l y cr y s tal lin e)   w er e  s p r a y ed .   T h e  u n s p r a y ed   m o d u les  w er e   u s ed   as  co n tr o l  m ec h a n is m   to   m o n ito r   th e  s p r a y ed   m o d u le s .   B ef o r e  th e  m o d u les  w er e  s p r a y ed ,   it  w a s   clea n ed   w it h   d is t illed   w a ter .   T h e  m o d u les  w er e  af ter w ar d s   p u t  u n d er   th e  s u n   an d   t h e  r ea d in g s   f r o m   th e  m o d u le s   w er e   r ec o r d e d   o n   th e  lo g g er   a n d   s to r ed   in   an   SD c ar d .             Fig u r e  2 .   E x p er i m en tal  s et - u p   o f   s p r a y ed   an d   u n s p r a y ed   P V  m o d u le       3.   RE SU L T S  A ND  AN AL Y SI S     Fig u r e  3 ( a )   s h o w s   t h e  s o lar   r ad iatio n   r ec o r d ed   o n   th e  m o n o cr y s talli n e  m o d u le.   T h e  f i g u r e  s h o ws   f l u ctu a tio n   i n   s o lar   r ad iatio n   w ith   r esp ec t  to   ti m e  a n d   th e  p ea k s   r ep r esen t   th e   ti m e  at   w h ic h   r ad iatio n   is   m ax i m u m .   Fig u r e  3 ( b )   s h o w s   th e   s o lar   r ad iatio n   r ec o r d ed   o n   t h e  p o l y cr y s tal lin e   m o d u le .   T h e  f i g u r e  s h o w s   d is tu r b in g   p er tu r b atio n s   o r   f lu ctu atio n s   at  s o m e  ti m e  in ter v als.  T h e  p atter n   o f   th e  s o lar   r a d iatio n   r ec o r d e d   in   th e  m o n o cr y s tall in e   an d   p o l y cr y s talli n e   P V  m o d u les  d o   n o t  h a v e  a  d e f i n ite  p atter n   to   th e  d escr ib e  th e m .   Ho w e v er ,   it  ca n   b e  in f er r ed   th at  th e  u n s u al  p atter n   m a y   b e  attr ib u ted   to   s o lar   s h ad in g   d u e  to   clo u d   f o r m atio n   in   t h e  r esear ch   s ite.   T h e  r ese ar ch   s ite  i s   an   ac tiv e  co n v ec t iv e  r eg io n ,   h e n ce   h ig h   s o lar   v ar iatio n   h as  b ee n   o b s er v ed   in   p ast r esear ch   p ap er   [ 2 2 - 2 4 ] .   Fig u r e  4 ( a )   s h o w s   t h e  cu r r en t  g en er atio n   in   th e  s p r a y ed   an d   u n s p r a y ed   m o n o cr y s talli n e  m o d u le.     T h e  cu r r en t  o f   t h e  s p r a y ed   m o d u le  is   lo w er   t h a n   t h at  o f   t h e  u n s p r a y ed   m o d u le.   T h e  f i g u r e  tak e s   t h e  s a m e   f o r m   as  r ad iatio n   p atter n ,   i n f er r i n g   t h e  a m o u n t  o f   s o la r   r ad iatio n   is   d ir ec tly   p r o p o r tio n al  to   cu r r en t.    I n   th e  p o l y cr y s tal lin e  m o d u le,   it  is   o b s er v ed   th a t  b o th   th e  s p r ay ed   an d   u n s p r a y ed   m o d u le   h ad   s a m e  c u r r en t   g en er atio n   F ig u r e  4 ( b ) .   I t  w a s   o b s er v ed   th at  th e   b io - f ilter   d id   n o t  h av e   s i g n i f ican t   e f f ec t   o n   th e  c u r r en t o u tp u t .   T h e  b io - f ilter   is   n o t  m ea s u r ed   b y   o u tp u t  b u t  h o w   it  s tab iliz es  th e  m ea s u r ed   p ar am e ter .   B ased   o n   th e  ab o v e,     th e  b io - f ilter   p ar tiall y   s tab ilize d   th e  o u tp u t.   T h e  f ig u r e  o f   th e  v o ltag e  g e n er atio n   in   th e  s p r a y ed   an d   u n s p r a y ed   m o n o cr y s talli n e  P V  m o d u le  is   p r esen ted   i n   Fi g u r e  5 ( a ) .   T h e  v o lta g e  o f   t h e  u n s p r a y ed   m o d u le  w as  s li g h tl y   h ig h er   t h an   t h e  v o ltag e   o f   th e  s p r a y ed   m o d u le.   T h e  f i g u r e  tak es  t h e  s a m e  f o r m   as  r ad iatio n   p atter n ,   in f er r i n g   t h e  am o u n t  o f   s o lar   ra d iatio n   is   d ir ec tly   p r o p o r ti o n al  to   v o ltag e  g e n er ated   in   th e  m o n o cr y s talli n e  P V  m o d u le  [ 2 5 ] .   I t   w a s   o b s er v ed   th at  s p r a y ed   an d   u n s p r ay ed   p o l y cr y s talli n e  m o d u le   g en er ated   al m o s t sa m e  v o lta g e  as th e  cu r r e n t.   T h e  f ig u r e  o f   p o w er   a g ain s t  ti m e  i n   th e  s p r a y ed   an d   u n s p r a y ed   m o n o cr y s tall in e  m o d u le  i s   p r esen ted   in   Fig u r e  6 ( a ) .   T h e  p o w er   o f   t h e  s p r a y ed   m o d u le  i s   lo w er   th an   t h at   o f   th e   u n s p r a y ed   m o d u le.   T h e  f i g u r e  ta k es   th e  s a m e  f o r m   as  r ad iatio n   p atter n ,   in f er r in g   t h e  a m o u n t  o f   s o lar   r ad iatio n   is   d ir ec tl y   p r o p o r tio n al   to   p o w er   o f   a  s o lar   m o d u le.   T h e  p o ly cr y s tallin e  m o d u le  s h o w s   th at  t h e   p o w er   g e n er atio n   o f   t h e  s p r ay ed   an d   u n s p r a y ed   m o d u les   w as   al m o s t  t h e  s a m e.   I t  ca n   b e  i n f er r ed   th at   th e  b io - f il ter   w as   ab le  to   a n   ex te n t  to   s tab ilize   th e  m ea s u r ed   p ar am eter   i.e .   p o w er   i n   b o th   p o l y cr y s talli n e  an d   m o n o cr y s tal lin e  m o d u le s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   4 ,  A u g u s t   2020   :   38 1 9   -   382 5   3822     ( a)     ( b )     Fig u r e  3 .   So lar   r ad iatio n   d u r in g   ex p er i m en ta tio n   ( a)   m o n o cr y s tal lin e  m o d u le  ( b )   p o ly cr y s t allin e  m o d u le         ( a)     ( b )     Fig u r e  4 .   C u r r en t p r o d u ctio n   f o r   ( a)   m o n o cr y s ta lli n e  m o d u le   ( b )   p o ly cr y s talli n e  m o d u le   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       S p ec tr a l filter in g   ex p erimen ta tio n   o n   P h o to v o lta ic  ce lls   u s in g …    ( E mete r e   Mo s e s   E . )   3823     ( a)     ( b )     Fig u r e  5 .   Vo ltag e  p r o d u ctio n   f o r   ( a)   m o n o cr y s ta lli n e  m o d u le   ( b )   p o ly cr y s talli n e  m o d u le         ( a)     ( b )     Fig u r e  6 .   P o w er   p r o d u ctio n   f o r   ( a)   m o n o cr y s talli n e  m o d u le  ( b )   p o ly cr y s ta lli n e  m o d u le   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   4 ,  A u g u s t   2020   :   38 1 9   -   382 5   3824   4.   CO NCLU SI O N   T h e  s y n t h es ized   b io - f il ter   h a s   d e m o n s tr ated   g o o d   o p tical  q u alities   to   ab s o r b   m o s t  o f   t h e  h ar m f u l   r ad iatio n   h itti n g   t h e  s u r f ac e  o f   th e  m o n o cr y s tal lin e  a n d   p o ly cr y s tall in e  P V  m o d u les.   Usi n g   th e  cu r r en t,  v o ltag e  a n d   p o w er   o u tp u t,  it   ca n   b e  o b s er v ed   th at  th e  e f f ic ie n c y   o f   th e  P V  m o d u le  i m p r o v ed   b y   >8 %.   T h is   r esu l t  is   i m p r es s i v e  co m p ar ed   to   o th er   s i m p le  o p tical  f ilter s .   T h e  q u an tit y   o f   th e  h ar m f u l   s o lar   r ad iatio n   w a s   n o t  esti m ated   b ec au s e  o f   th e  li m itatio n s   o f   t h e  eq u ip m e n t  u s ed   f o r   th e  r esear ch .   I t  is   r ec o m m e n d ed   t h at  th is   h i g h lig h ted   s h o r tco m i n g   o f   th e  r e s ea r ch   s h o u ld   b e  tak e n   f u r t h er   to   ascer tain   i.e .   in   p er ce n tag e  th e  h ar m f u l   r ad iatio n   th at  w as  f ilter ed   b y   th e  b io - f ilter .   T h e  s h o r tco m i n g   o f   th i s   w o r k   i s   t h at  t h e  u n if o r m i t y   o f   t h e  s p r a y   w a s   esti m ated   b ased   o n   th e  v o lu m e  o f   b io f ilter   an d   s u r f a ce   ar ea   o f   th e  P V  m o d u le.   Hen ce ,   th e  au t h o r s   r ec o m m e n d   th at  th e  s p r a y   p y r o l y s is   d ev ice  b e  u s ed   to   h av e  th e  ex ac t  la y er   o f   th e  b io - f i lter .   I t  is   also   r ec o m m e n d ed   th at  th e  d eg r ad atio n   o f   th e  s p r a y   f il m   d u e  to   p r o lo n g ed   ex p o s u r e  t o   s u n li g h t  s h o u ld   b e  s tu d ied   w it h i n   s o m e  m o n t h s .       ACK NO WL E D G E M E NT S    T h e  au th o r s   ap p r ec iate  C o v en an t U n iv er s it y   f o r   p ar tial sp o n s o r s h ip .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Em e t e re   M o se s  E. ,   M a rv e l  L . ,   Ak in y e m i,   a n d   Et im b u k   B.   Ed e g h e ,   “ A   S i m p le  T e c h n iq u e   f o r  S u sta in i n g   S o lar   En e rg y   P ro d u c ti o n   in   A c ti v e   C o n v e c ti v e   Co a sta l  Re g io n s,”   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l  o f  P h o t o e n e rg y ,   v o l.   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 1 1 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   Em e t e re   M . E. ,   a n d   A k in y e m i  M .   L . ,   “ P ro sp e c ts  o f   S o lar  E n e rg y   in   th e   Co a sta l  A re a s  o f   Ni g e ri a , ”   2 0 1 5   PIA M S EE :   AIP   Co n fer e n c e   Pro c e e d in g s,   2 0 1 5 .   [3 ]   M a th n a   C. ,   Do n n e ll   T .   O.,   M a rti n e z – Ca tala   R.   V . ,   Ro h a n   J.,   a n d   F ly n n   B. O.,   ” En e rg y   sc a v e n g in g   f o r  lo n g   –   ter m   d e p lo y a b le w irele s s se n so r  n e tw o rk s,”   T a la n ta ,   v o l.   7 5 ,   n o .   3 ,   p p .   6 1 3   –   6 2 3 ,   2 0 0 8 .     [4 ]   L it tl e   F .   E. ,   M c S p a d d e n   J.  O.,   Ch a n g   K.,   a n d   Ka y a   N.,   “ T o wa rd   S p a c e   S o lar P o w e r:  W irele ss   En e rg y   T ra n s m is sio n   Ex p e rime n ts  P a st,  P re se n t  a n d   F u tu re ,   S p a c e   tec h n o lo g y   a n d   a p p li c a ti o n s  i n tern a ti o n a l  f o ru m , ”   AIP   Co n fer e n c e   Pro c e e d in g s ,   v o l.   4 2 0 ,   p p .   1 2 2 5 - 1 2 3 3 ,   1 9 9 8 .   [5 ]   M a h m o u d   E. ,   Na th e r  H.,   “ Re n e w a b le  e n e rg y   a n d   su sta in a b le  d e v e lo p m e n ts  in   Eg y p t,   P h o t o v o lt a ic  w a t e r  p u m p in g   in   re m o te are a s,”   Ap p li e d   E n e rg y ,   v o l.   7 4 ,   n o .   1 - 2 ,   p p .   1 4 1 - 1 4 7 ,   2 0 0 3 .   [6 ]   Zh o u   J.,   Ye z h e n g   W . ,   “ G e n e r a l  fo rm u la  f o r  e sti m a ti o n   o f   m o n th ly   a v e ra g e   d a il y   g lo b a l  so lar  ra d iatio n   in   Ch in a , ”   En e rg y   Co n v e rs io n   a n d   M a n a g e me n t ,   v o l.   4 6 ,   n o .   2 ,   p p .   2 5 7 - 2 6 8 ,   2 0 0 5 .   [7 ]   S c h m e la  M ich a e l,   A u r li e   B e a u v a is,  Na o m i  Ch e v il lard ,   M a rian o   G u il ln   P a re d e s,  M t   He isz ,   Ra ffa e le  Ro ss i,   M ich a e l  S c h m e la,  S o lar P o w e r  Eu ro p e   e t  a l. ,   “ G lo b a l  M a rk e t  Ou tl o o k   f o r   S o lar  P o w e r/2 0 1 8 – 2 0 2 2 , ”   A c c e ss e d :  1 9 th   Ju ly ,   2 0 1 9 .   [ O n li n e ]  A v a il a b le :  h tt p :/ /w ww . so larp o w e re u ro p e . o rg /w p - co n ten t/ u p l o a d s/2 0 1 8 /0 9 / G lo b a l - M a rk e t - Ou tl o o k - 2 0 1 8 - 2 0 2 2 . p d f   [8 ]   Ill in o u s,  “ E n v iro n m e n tal  Im p a c t  o f   S o lar  M o d u le  M a n u f a c tu rin g   a n d   E n d - of - L i f e   M a n a g e m e n t:   Tec h n o l o g y   a n d   P o li c y   Op ti o n s,”   A c c e ss e d ;  2 7 th   J u ly ,   2 0 1 9   [ On li n e ]  A v a il a b le:  h tt p s:/ /p d f s.se m a n ti c sc h o lar.o rg /9 9 2 7 /4 7 2 0 9 b 6 9 7 6 9 9 8 f 6 0 9 4 f 3 1 c 1 1 f 0 e b 4 0 6 a e d a 3 . p d f   [9 ]   Ru ss o   J.,   Zh a n g   D.,   G o rd o n   M . ,   V o r n d ra n   S . ,   W u   Y.,   Ko stu k   R. ,   “ S p e c tru m   sp li tt in g   m e tri c s  a n d   e f fe c t  o f   f il te r  c h a ra c teristics   o n   p h o t o v o lt a ic sy ste m   p e rf o r m a n c e , ”   Op t  Exp re ss ,   v o l.   2 2 ,   n o .   S 2 ,   p p .   A 5 2 8 - A 5 4 1 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   T o d d   P .   Ota n ica r,   S te p h e n   T h e is e n ,   Ty ler  No r m a n ,   Him a n sh u   Ty a g i,   Ro b e rt  A .   T a y lo r,   “ En v isio n i n g   a d v a n c e d   so lar  e lec tri c it y   g e n e ra ti o n :  P a ra m e tri c   stu d ies   o f  CP V/T   s y st e m s   w it h   sp e c tral  f il terin g   a n d   h ig h   tem p e ra tu re   P V , ”   Ap p li e d   E n e rg y ,   v o l.   1 4 0 ,   p p .   2 2 4 - 2 3 3 ,   2 0 1 5 .   [1 1 ]   Re ich m a n   J.,   “ Ha n d b o o k   o f   Op ti c a l  F il ters   f o r  F lu o re sc e n c e   M icro sc o p y , ”   Ch ro ma   T e c h n o lo g y   Co rp . ,   Bra tt leb o ro ,   V t,   U S A ,   2 0 0 0 .     [1 2 ]   Ja d h a v   V .   M . ,   T h o ra t  R.   M . . ,   K a d a m   V .   J.,   S a th e   N.  S . ,   “ T ra d it io n a l  m e d icin a l  u se s  o f   Hib isc u s  ro sa - sin e n sis,”   J o u rn a l  o f  P h a rm a c y   Res e a rc h ,   v o l.   2 ,   n o .   8 ,   p p .   1 2 2 0 - 1 2 2 2 ,   2 0 0 9 .   [1 3 ]   G a u r  K.,   Ko ri  M .   L . ,   Ne m a   R.   K.,   “ In v e stig a ti o n   o f   imm u n o m o d u lat o ry   p o ten ti a l  o f   h y d ro - a lco h o li c   e x trac ts  o f   Eu p h o r b ia  n e rii f o li a   L in n .   a n d   Hib isc u s  ro sa - sin e n sis  L in n , ”   I n t e rn a ti o n a l  J o u rn a l  o f  M e d ica l  S c ien c e s ,   v o l.   2 ,     n o .   1 ,   p p .   6 1 - 6 5 ,   2 0 0 9 .   [1 4 ]   Al - S n a f i  A E. ,   “ Ch e m ica l  c o n stit u e n ts,  p h a rm a c o lo g ica l  e f fe c ts  a n d   t h e ra p e u ti c   im p o rtan c e   o f   Hib isc u s  ro sa - sin e n sis -   A   re v ie w , ”   IOS R  J o u rn a l  o f  P h a rm a c y ,   v o l.   8 ,   n o .   7 ,     p p .   1 0 1 - 1 1 9 ,   2 0 1 8 .     [1 5 ]   Ho o n g ,   Ho   Nic h o las   Jia n   a n d   Nu rh a z w a n i  Is m a il ,   “ R e m o v a l  o f   D y e   in   W a ste wa ter  b y   A d so rp ti o n - Co a g u lati o n   Co m b in e d   S y ste m   w it h   Hib isc u s  sa b d a riff a   a s  th e   Co a g u lan t, ”   J o u rn a l   o f  h a z a rd o u s  ma ter ia ls ,   v o l.   3 0 0 ,     p p .   8 0 8 - 8 1 4 ,   2 0 1 8 .   [1 6 ]   M .   Kh a n f a ra ,   R.   EL   Ba c h ti ri,   K.  EL   Ha m m o u m i,   M .   Bo u ss e tt a ,   “ A   c o m p a riso n   b e tw e e n   tw o   f il ter s  f o r  P V   in v e rter   c o n tro ll e d   to   e li m in a te  f irsts  h a r m o n ics , ”   In ter n a ti o n a l  C o n fer e n c e   o n   In fo rm a ti o n   T e c h n o l o g y   fo r  Or g a n iza ti o n s   De v e lo p me n t  ( IT 4 OD ) ,   2 0 1 6 .   [1 7 ]   M o h a m m a d   Ha m d a n   a n d   Am a n i  K.  Bra w ies h ,   “ En h a n c e m e n t  o f   P V   p e rf o rm a n c e   u sin g   o p ti c a l   so lar  sp e c tru m   sp li tt i n g , ”   En e rg y   S o u rc e s,  Pa r t  A   Rec o v e ry ,   Util iza ti o n ,   a n d   En v iro n me n ta l  Ef fec ts ,  p p .   1 - 8 ,   2 0 1 9 ,   DO I:   1 0 . 1 0 8 0 / 1 5 5 6 7 0 3 6 . 2 0 1 9 . 1 6 6 8 0 8 7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       S p ec tr a l filter in g   ex p erimen ta tio n   o n   P h o to v o lta ic  ce lls   u s in g …    ( E mete r e   Mo s e s   E . )   3825   [1 8 ]   Em e t e re   M o se s   E.   a n d   A d e y e m o   Ne h e m iah ,   “ S p e c tral  F il terin g   o f   P h o t o v o lt a ic  Ce ll s  Us in g   N o v e l  Bio - F il ter:  S il v e r  Co a ted   Ix o ra   Ex trac t  Us i n g   M e th a n o l  S o l u ti o n , ”   Un ive rs a l  J o u r n a l  o f  M e c h a n ic a l  En g in e e rin g ,   v o l.   7 ,   n o .   6 ,   p p .   4 2 4 - 4 3 1 ,   2 0 1 9 .   [1 9 ]   M o se s E .   Eme tere ,   “ P h o to v o lt a ic S o lar S p e c tral  F il terin g   Us in g   Bio - F il ters , ”   Aca d e mic   J o u rn a l  o f  I n ter d isc ip li n a ry   S tu d ies ,  v o l.   9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 8 - 1 5 7 ,  2 0 2 0 .   [2 0 ]   Em e t e re   M o se s   E.   a n d   A d e y e m o   Ne h e m iah ,   “ S p e c tral  F il terin g   o f  P h o t o v o lt a ic Cells u sin g   No v e l  B io - F il ter:  S il v e r   Co a ted   Hib isc u s  Ex trac t  u si n g   Bu tan o l  S o lu ti o n , ”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l   o f  E n g in e e rin g   a n d   A d v a n c e d   T e c h n o lo g y ,  v o l.   9 ,   n o .   2 ,   p p .   7 2 4 - 7 2 7 ,   2 0 1 9 .   [2 1 ]   Em e t e re   M o se s  E.   a n d   G a b e - Oji  T e sti m o n y ,   “ S p e c tral  F il terin g   o f  P h o t o v o lt a ic  Ce ll s  u si n g   No v e l  Bio - f il ter, ”   IOP  Co n fer e n c e   S e rie s E a rt h   a n d   En v iro n me n t a l  S c ien c e ,   v o l.   3 3 1 ,   p p .   1 - 7 ,   2 0 1 9 .   [2 2 ]   M . O.  A d e n iy i,   E.   F .   Ny m p h a s,   E. O.  Ola d iran ,   “ C h a ra c teristics   o f   to tal  so lar  ra d iatio n   i n   a n   u rb a n   tr o p ica l   e n v iro n m e n t, ”   In t.   J .   Ph y s.  S c i .,  v o l.   7 ,   n o .   3 0 ,   p p .   5 1 5 4 - 5 1 6 1 ,   2 0 1 2 .   [2 3 ]   I.   U.  Ch iem e k a ,   “ Esti m a ti o n   o f   so lar rad iatio n   a t  Utu r u ,   Nig e ria, ”   I n t.   J .   Ph y s.  S c i. ,   v o l .   3 ,   n o .   5 ,   p p .   1 2 6 - 1 3 0 ,   2 0 0 8 .   [2 4 ]   D.  H.  W .   L i  a n d   T .   N.  T .   La m ,   (2 0 0 7 ) ,   “ De term in in g   th e   o p ti m u m   ti lt   a n g le  a n d   o rien tati o n   f o r  so lar  e n e rg y   c o l lec ti o n   b a se d   o n   m e a su re d   so l a r  ra d ian c e   d a ta, ”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  P h o t o e n e rg y ,   v o l.   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 9 ,   2 0 0 7 .   [2 5 ]   M .   En g in ,   “ S izi n g   a n d   sim u latio n   o f   P V - w in d   h y b rid   p o w e r  s y ste m , ”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  Ph o t o e n e rg y ,    v o l.   2 0 1 3 ,   p p .   1 - 10 ,   2 0 1 3 .         B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        M .   E.   E m e te r e   h a d   h is  d o c to ra t e   d e g re e s  in   S o li d   S tate   P h y sic s  (P h . D.)  a n d   A tm o sp h e ric  P h y sic s   (P h . D.).   He   h a s  a u th o re d   tw o   tex tb o o k s  a n d   o v e r  h u n d re d   a n d   f i f t y   p e e r - re v ie we d   in tern a ti o n a l   p a p e rs  li ste d   o n   th e   T h o m p so n   Re u ters   in d e x e d   jo u rn a ls  a n d   S c o p u s  in d e x e d   jo u r n a ls.  He   is  f a c u lt y   a t  Co v e n a n t  Un iv e rsity ,   Nig e ri a   a n d   a   p o std o c to ra l  f e ll o w   a t  Un iv e rsit y   o f   Jo h a n n e sb u rg .   He   w o n   th e   p re stig io u s  A U/TW A S   Yo u n g   S c ien ti st  Na ti o n a l  Aw a rd   (Eart h   a n d   L if e   S c ien c e s)   in   2 0 1 5 .   H e   h a s  w o n   f e w   tra v e l  g ra n ts  a n d   n a ti o n a l  a w a rd s.  He   is  a n   e d it o rial  m e m b e r  o f   in tern a ti o n a l  jo u rn a l   o u tl e t.   He   h a s  b e e n   in v it e d   a s  c o n f e re n c e   sp e a k e r  to   so m e   n o tab le   c o n f e re n c e s  in   Ch in a   a n d   Un it e d   S tate s  o f   Am e rica .   E m e tere   is  in v o lv e d   in   c o ll a b o ra ti v e   re se a r c h   w it h   sc ien ti sts  f ro m   Nig e ri a ,   M a la y sia ,   G re e c e ,   S o u th   Af rica ,   G e r m a n y ,   F ra n c e   a n d   Ira n .   He   is  e n g a g e d   in   m u lt id isc ip li n a ry   re se a rc h .   He   is a v isit in g   re se a rc h e r  to   so m e   Eu ro p e a n   f a c il it ies .           G a b e - O ji  Te sti m o n y   is  a   g ra d u a te  o f   Re n e w a b le  En e rg y ,   Co v e n a n t  Un iv e rsit y .   He   h a s   u n d e rtak e n   so m e   lau d a b le p ro jec ts o n   t h e   u se   o f   p h o to v o lt a ic m o d u le i n   d e v e lo p in g   c o u n tri e s.         Du r o d o la   B .   M .   is a g ra d u a te o f   Ch e m istr y .   He   is a s e a so n e d   tec h n o l o g ist  a t  Co v e n a n t  U n iv e rsi ty .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.