سلول خورشیدی
سلول خورشیدی
سلول خورشیدی 1390-02-03 میانگین امتیازات: 4.83/5 (تعداد:6) 1- مسئله انرژي دسترسي اقتصادي و پايا بودن منابع انرژي، دو مسأله حياتي براي پايدار ماندن زندگي بشر هستند. در سال 2006، 87% کل مصرف انرژي جهان از سوزاندن سوخت هايي مانند نفت، گاز طبيعي و ذغال سنگ تأمين شده است (شکل 1). متأسفانه شواهد بسياري توليد منواکسيد کربن از سوزاندن سوخت هاي فسيلي را اثبات مي کنند؛ انتشار منو اکسيد کربن، تغييرات جهاني آب و هوا و عواقب فجیعی به دنبال خواهد داشت. اگرچه اقتصاد جهاني ما بر اساس سوختهاي فسيلي ساخته شده است ولي اين واضح است که اين منابع پايدار نيستند و ما بايد وابستگي خود را به آنها کاهش دهيم و آنها را با منابع انرژي تجدید پذير جايگزين نماييم. البته اين يک چالش عظيم است زيرا ما در سال 2006، تقريبا 450 کادريليون بي تي يو استفاده کرديم و بر اين اساس، در سال 2040، ما به دو برابر اين مقدار، حدود 900 کادريليون بي تي يو نياز خواهيم داشت ؛ مصرف سالانه 900 کادريليون با توان متوسط 30 تراوات ، مطابقت خواهد داشت.ا شکل 1- کاهش مصرف انرژی جهان بسته به منبع درسال 2006 (برحسب ترا وات) 30 تراوات چقدر بزرگ است؟ اگر ما تصميم بگيريم تا نصف اين مقدار انرژي (15 تراوات) را با انرژي هسته اي عرضه کنيم، ما بايد هر روز براي هر 41 سال يک نيروگاه هسته اي با سايز متوسط 1000 مگاوات بسازيم. با برآورد پتانسيل انرژي ساير منابع تجديد پذير انرژي مانند باد، اتانول، هيدروژن و زمين گرمايي، به همان نتيجه مي رسيم که مقدار مصرف انرژي بشر در مقايسه با آنچه از هر يک منابع تجديدپذير حاصل مي شود، بسيار بيشتر است؛ البته اين مسأله در مورد نور خورشيد مستقيم، مستثني است. اين گفته به اين منظور نمي باشد که انرژي بدست آمده از باد، هسته اي، هيدروژن و اتانول يک قسمتي از ترکيب انرژي آينده نيستند، در واقع حتما شامل مي شوند. هرچند اگر ما بخواهيم يک خلأ در مسأله ايجاد کنيم، ما بايد بدانيم چگونه نور خورشيد را به انرژي الکتريکي تبديل کنيم و/ يا با استفاده از تکنولوژي هاي ارزان و پر بازده، زيرا خورشيد مي تواند در کمتر ازيک ساعت همه انرژي که ما در سال 2006 استفاده کرديم را عرضه کند. در واقع، اگر از انرژي خورشيدي در بخشي از بیابان Sahara به مسافت 130000 مايل مربع (4 درصد کل صحرا) استفاده کنيم و نيز بازده سلول هاي خورشيدي و باتری به ترتيب 15 و 50 درصد باشد، به ميزان 15 تراوات توليد خواهد نمود. يک مزرعه خورشيدي به مساحت 10000 مايل مربع در جنوب غربي صحرا مي تواند کل انرژي الکتريکي مصرف شده در سال 2006 در آمريکا را عرضه کند. 2- پیشرفت های علمی سلول خورشیدی فناوری ...
220 - سلول خورشیدی/باطری" باتری " خورشیدی چیست و چگونه کار می کند؟ (کلیک کنید)
سلول خورشیدی یکی از عباراتی است که بسیار آن را می شنویم و همیشه به عنوان یکی از راه حل های دنیای آینده برای تامین انرژی روی آن تاکید می شود. اما در قدم اول لازم نیست آن را چیز چندان پیچیده ای بدانیم. حتما شما ماشین حساب های با سلول خورشیدی را دیده اید. ابزارهایی که هیچ گاه به باتری و چیزهایی مانند این نیازی پیدا نمی کنند و دکمه خاموش و روشن هم ندارند. تا زمانی هم که نور کافی در محیط باشد، آنها برای همیشه به کار خود ادامه می دهند. شاید هم پنل های بزرگتر خورشیدی را دیده باشید. مثلا روی علائم و تابلوهای جاده ای و چراغ های سه رنگ راهنمایی سر چهارراه ها. http://making.blogfa.com/اگر چه این پنل های بزرگتر در دور اطراف ما همانند ماشین حساب های خورشیدی زیاد نیستند و عمومیت ندارند، اما اگر بدانید کجا دنبال آنها بگردید، به راحتی می توانید یکی از آنها را ببینید. در حقیقت ابزارهای فتو ولتائیک که زمانی منحصرا در فضا و برای تامین نیروی سیستم های الکتریکی ماهواره ها مورد استفاده قرار می گرفتند (از سال ۱۹۵۸) روز به روز استفاده های معمولی و ساده تری پیدا می کنند. تکنولوژی همیشه راه خود را به ابزارهای بیشتری باز می کند، از عینک های افتابی گرفته تا ایستگاه های شارژ ماشین های الکتریکی. http://making.blogfa.com/و اکنون چند دهه است که انسان با امید به یک «انقلاب خورشیدی» و ایده اینکه روزی ما خواهیم توانست تمام انرژی الکتریسیته مان را از خورشید تهیه کنیم، زندگی می کند. این یک وعده اغوا کننده است، زیرا در یک روز روشن و آفتابی، امواج خورشید تقریبا ۱۰۰۰ وات برمتر مربع انرژی را روی سطح زمین رها می کنند. اگر روزی بتوانیم تمام این انرژی را جمع آوری و مهار کنیم، نیروی لازم برای تمام خانه ها و ادارات ما به طور رایگان تامین خواهد شد. http://making.blogfa.com/در این مقاله قصد داریم به توضیح چگونگی تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته توسط سلولهای خورشیدی بپردازیم. پس در ادامه مطلب با نارنجی همراه باشید.http://making.blogfa.com/ سلول های فتو ولتائیک: تبدیل فتون ها به الکترون ها چگونه سیلیکون تبدیل به سلول خورشیدی می شود؟ آناتومی یک سلول خورشیدی اتلاف انرژی در یک سلول خورشیدی تامین انرژی خانه با سلول خورشیدی البته در این میان مشکلاتی هم وجود دارند. اول از همه، هنگامی که خورشید نمی تابد باید چه کنیم؟ حل مشکلات سیستم تامین نیروی خورشیدی پیشرفت های تکنولوژی سلول خورشیدی هزینه های انرژی خورشیدی داستان انرژی خورشیدی در ایران تهیه و تنظیم : میگنا http://making.blogfa.com/ و این موضوعات : با خانه هوشمند گردان ( Rotating Home ) بیشتر آشنا شوید درب کنترلی پارکینگ چیست؟ توضیحات دقیق (کلیک کنید) درب اتوماتیک ...
سلول خورشیدی
سلول خورشیدی سلول خورشیدی ساخته شده از ویفر سیلیکون سلولهای خورشیدی کاربرد بسیاری دارند. سلولهای تکی برای فراهم کردن توان لازم دستگاه‌های کوچک‌تر مانند ماشین حساب الکترونیکی به کار می‌روند. آرایه‌های فوتوولتاییک الکتریسیتهٔ بازیافت‌شدنی‌ای را تولید میکنند که عمدتاً در موارد عدم وجود سیستم انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارد. برای مثال می‌توان به محل‌های دور از دسترس، ماهواره‌های مدارگرد، کاوش‌گرهای فضایی و ساختمان‌های مخابراتی دور از دسترس اشاره کرد. علاوه بر این استفاده از این نوع انرژی امروزه در محل‌هایی که شبکهٔ توزیع هم موجود است مرسوم شده‌است. امروزه انسان با پیشرفت‌هایی که در زمینه‌های مختلف کرده، نیازی روز افزون به انرژی پیدا کرده و این امر او را بر آن داشت تا با روشهای گوناگون انرژی مورد نیاز خود را کسب کند. یکی از این روش‌ها که طی ۲۰ سال اخیر، انسان از آن استفاده میکند، استفاده از باتری‌های خورشیدی است. خورشید در هر ثانیه حدود ۱۰۰۰ ژول انرژی به هر متر مربع از سطح زمین منتقل میکند که با جمع‌آوری کردن آن می‌توان انرژی مورد نیاز برای کارهای مختلفی را تأمین کرد. فهرست مندرجات [نهفتن] * ۱ انرژی مورد نیاز بشر و انرژی خورشید * ۲ ساختار باتری خورشیدی * ۳ عملکرد باتری خورشیدی * ۴ فناوری‌های ساخت سلولهای خورشیدی * ۵ ساخت سلولهای خورشیدی با استفاده از مواد آلی * ۶ جستارهای وابسته * ۷ پانویس [ویرایش] انرژی مورد نیاز بشر و انرژی خورشید انرژی که از طریق خورشید به زمین می‌رسد ۱۰۰۰۰ بار بیشتر از انرژی مورد نیاز انسان است [۱]. مصرف انرژی در سال ۲۰۵۰ یعنی سال ۱۴۲۹ ه. شی (۴۰ سال دیگر) ۵۰ تا ۳۰۰ درصد بیشتر از مصرف امروزی آن خواهد بود. با اینحال اگر فقط ۰٫۱ درصد از سطح زمین با مبدلهای انرژی خورشیدی پوشیده شوند و تنها ۱۰ ٪ بازده داشته باشند برای تأمین انرژی مورد نیاز بشر کافی است [۲]. در مرکز خورشید هر ثانیه ۷۰۰ تن هیدروژن به انرژی تبدیل می‌شود ( به صورت فوتون یا نوترینو). دمای خورشید در مرکز آن ۱۵ میلیون و در سطح آن 6 هزار درجه سانتیگراد است. انرژی تولید شده در سطح خورشید بعد از ۸ دقیقه به سطح زمین می‌رسد. نور خورشید که به زمین می‌رسد شامل طول موجهای زیر است:۴۷ درصد زیرقرمز ,۴۶ درصد نور مرئی , ۷ درصد فرابنفش. از این رو سلولهای خورشیدی باید در ناحیه زیرقرمز و نور مرئی جذب بالایی داشته باشند. [ویرایش] ساختار باتری خورشیدی باتری‌های خورشیدی معمولاً از مواد نیمهرسانا، مخصوصاً سیلیسیم، تشکیل شده‌است. هر اتم سیلیسیم با چهار اتم دیگر ...
سلول خورشیدی
حدود ۱۰۰۰ ژول انرژی به هر متر مربع از سطح زمین منتقل میکند که با جمع‌آوری کردن آن می‌توان انرژی مورد نیاز برای کارهای مختلفی را تأمین کرد.انرژی مورد نیاز بشر و انرژی خورشیدانرژی که از طریق خورشید به زمین می‌رسد ۱۰۰۰۰ بار بیشتر از انرژی مورد نیاز انسان است . مصرف انرژی در سال ۲۰۵۰ یعنی سال ۱۴۲۹ ه. شی (۴۰ سال دیگر) ۵۰ تا ۳۰۰ درصد بیشتر از مصرف امروزی آن خواهد بود. با اینحال اگر فقط ۰٫۱ درصد از سطح زمین با مبدلهای انرژی خورشیدی پوشیده شوند و تنها ۱۰ ٪ بازده داشته باشند برای تأمین انرژی مورد نیاز بشر کافی است .در مرکز خورشید هر ثانیه ۷۰۰ تن هیدروژن به انرژی تبدیل می‌شود ( به صورت فوتون یا نوترینو). دمای خورشید در مرکز آن ۱۵ میلیون و در سطح آن 6 هزار درجه سانتیگراد است. انرژی تولید شده در سطح خورشید بعد از ۸ دقیقه به سطح زمین می‌رسد. نور خورشید که به زمین می‌رسد شامل طول موجهای زیر است:۴۷ درصد زیرقرمز ,۴۶ درصد نور مرئی , ۷ درصد فرابنفش. از این رو سلولهای خورشیدی باید در ناحیه زیرقرمز و نور مرئی جذب بالایی داشته باشند.ساختار باتری خورشیدیباتری‌های خورشیدی معمولاً از مواد نیمهرسانا، مخصوصاً سیلیسیم، تشکیل شده‌است. هر اتم سیلیسیم با چهار اتم دیگر پیوند تشکیل می‌دهد و بدین صورت، شکل کریستالی آن پدید می‌آید. در باتری‌های خورشیدی به سیلیسیم مقداری جزئی ناخالصی اضافه میکنند. اگر اتم ناخالص ۵ ظرفیتی باشد (اتم سیلیسیم ۴ ظرفیتی است) آنگاه در ارتباط با چهار اتم سیلیسیم یک لایهٔ آن بدون پیوند باقی می‌ماند (یک تک الکترون). به همین دلیل چون بار نسبی منفی پیدا میکند به آن سیلیسیم نوع N) Negative) می‌گویند. و همین طور اگر اتم ناخالص دارای ظرفیت ۳ باشد آنگاه یک حفرهٔ اضافی ایجاد می‌شود. حفره را به گونه‌ای می‌توان گفت که جای خالی الکترون است، با بار مثبت (به اندازهٔ الکترون) و جرمی برابر با جرم الکترون. که این امر هم باعث مثبت شدن نسبی ماده می‌شود و به آن سیلیسیم نوع P) Positive) می‌گویند . هر باتری خورشیدی از ۶ لایه تشکیل شده که هر لایه را ماده‌ای خاص تشکیل می‌دهد که در شکل مشخص شده‌است.عملکرد باتری خورشیدیبا اتصال یک نیمه هادی نوع p به یک نیمه هادی نوع n، الکترون‌ها از ناحیه n به ناحیه p و حفره‌ها از ناحیه p به ناحیه n منتقل میشوند. با انتقال هر الکترون به ناحیه p، یک یون مثبت در ناحیه n و با انتقال هر حفره به ناحیه n، یک یون منفی در ناحیه p باقی می‌ماند. یون‌های مثبت ومنفی میدان الکتریکی داخلی ایجاد میکنند که جهت آن از ناحیه n به ناحیه p است. این میدان با انتقال بیشتر باربرها (الکترون‌ها و حفره‌ها)، قوی تر و قوی تر شده ...
سلول های خورشیدی
سلول های خورشیدی سلول خورشیدی وسیله ای است که انرژی خورشید را مستقیماً بوسیله اثر فوتوولتائیک(قدرت زای نور) به برق تبدیل می کند. گاهی اوقات عبارت "سلول خورشیدی" اختصاصاً برای وسیله ای بکار می رود که انرژی خورشید را ذخیره می کند مانند پنل های خورشیدی و سلول های خورشیدی، درحالی که لفظ "سلول فوتوولتائیک" زمانی استفاده می شود که منبع نوری مشخص نیست. مجموعه ای از سلول ها برای ساخت پنل های خورشیدی،ماژول های خورشیدی،یا آرایه های فوتوولتائیک استفاده می شود. فتوولتائیک زمینه ای از تکنولوژی و تحقیقات وابسته به ابزارهای تولید برق بوسیله سلول های خورشیدی برای استفاده های عملی و سودمند است. انرژی که از این طریق تولید می شود یکی از نمونه های انرژی خورشیدی است. تاریخچه سلول های خورشیدی لفظ "فتوولتائیک" از عبارت یونانی " φῶς (phōs)" به معنی "روشنایی" و کلمه ولتائیک از نام فیزیکدان ایتالیایی به نام ولتا(که واحد نیروی محرکه الکتریکی است) گرفته شده است. عبارت "فتو-ولتائیک" از سال 1894 در زبان انگلیسی استفاده می شود. اثر فتوولتائیک اولین بار توسط فیزکدان آلمانی "اِی.ای.بکورل" در سال 1839 شناسایی شد. سال 1883 اولین سلول خورشیدی توسط "چارلز فریت" ساخته شد، او نیمه هادی سلنیوم را با یک لایه نازک از طلا برای تشکیل درگاه اتصال پوشش داد. بازده دستگاه فقط در حدود 1 درصد بود. سپس فیزیکدان روسی "الکساندر استولتاو" اولین سلول خورشیدی برمبنای اثر فتوالکتریک (کشف شده توسط هانریش هرتز در سال 1887) ساخت. "آلبرت اینشتین" اثر فتوالکتریک را در سال 1905 تشریح کرد و به خاطر این جایزه نوبل فیزیک را در سال 1921 دریافت کرد. "راسل اهل" اتصال های نیمه هادی مدرن در سلول های خورشیدی در 1946 ، در حالی که داشت روی یک سری تحقیقات مربوط به ترازیستور کار می کرد،مطرح کرد. بالاترین بازده سلول های خورشید توسط "چپین"،"فولر" و "پیرسون" در 1954 به هنگام استفاده از یک اتصال p-n سیلیکونی بدست آمد. در چهار دهه ی گذشته اقدامات قابل توجهی در جهت ساخت نیروگاه های تولید انرژی خورشیدی مگاواتی صورت گرفته است. سلول های خورشیدی معمولاً به صورت ماژول های وصل شده و کپسوله شده به صورت الکتریکی موجود هستند(یعنی آماده برای استفاده هستند). ماژول های فتوالکتریکی یک صفحه شیشه ای در سطح خود دارند تا به هنگام عبور نور از ویفرهای نیمه هادی در مقابل عوامل محیطی(مانند باران،گرماو ..) محافظت کند. سلول های خورشیدی به صورت سری در ماژول ها،ولتاژ موثر ایجاد می کند، و ارتباط موازی یک جریان بالاتر بوجود می آورد. ماژول ها برای ایجاد ولتاژو جریان مطلوب مستقیم باهم به صورت سری یا موازی یا هردو متصل می شوند ...
سلول های خورشیدی
سلول خورشیدی وسیله ای است که انرژی خورشید را مستقیماً بوسیله اثر فوتوولتائیک(قدرت زای نور) به برق تبدیل می کند. گاهی اوقات عبارت "سلول خورشیدی" اختصاصاً برای وسیله ای بکار می رود که انرژی خورشید را ذخیره می کند مانند پنل های خورشیدی و سلول های خورشیدی، درحالی که لفظ "سلول فوتوولتائیک" زمانی استفاده می شود که منبع نوری مشخص نیست. مجموعه ای از سلول ها برای ساخت پنل های خورشیدی،ماژول های خورشیدی،یا آرایه های فوتوولتائیک استفاده می شود. فتوولتائیک زمینه ای از تکنولوژی و تحقیقات وابسته به ابزارهای تولید برق بوسیله سلول های خورشیدی برای استفاده های عملی و سودمند است. انرژی که از این طریق تولید می شود یکی از نمونه های انرژی خورشیدی است. تاریخچه سلول های خورشیدی لفظ "فتوولتائیک" از عبارت یونانی " φῶς (phōs)" به معنی "روشنایی" و کلمه ولتائیک از نام فیزیکدان ایتالیایی به نام ولتا(که واحد نیروی محرکه الکتریکی است) گرفته شده است. عبارت "فتو-ولتائیک" از سال 1894 در زبان انگلیسی استفاده می شود. اثر فتوولتائیک اولین بار توسط فیزکدان آلمانی "اِی.ای.بکورل" در سال 1839 شناسایی شد. سال 1883 اولین سلول خورشیدی توسط "چارلز فریت" ساخته شد، او نیمه هادی سلنیوم را با یک لایه نازک از طلا برای تشکیل درگاه اتصال پوشش داد. بازده دستگاه فقط در حدود 1 درصد بود. سپس فیزیکدان روسی "الکساندر استولتاو" اولین سلول خورشیدی برمبنای اثر فتوالکتریک (کشف شده توسط هانریش هرتز در سال 1887) ساخت. "آلبرت اینشتین" اثر فتوالکتریک را در سال 1905 تشریح کرد و به خاطر این جایزه نوبل فیزیک را در سال 1921 دریافت کرد. "راسل اهل" اتصال های نیمه هادی مدرن در سلول های خورشیدی در 1946 ، در حالی که داشت روی یک سری تحقیقات مربوط به ترازیستور کار می کرد،مطرح کرد. بالاترین بازده سلول های خورشید توسط "چپین"،"فولر" و "پیرسون" در 1954 به هنگام استفاده از یک اتصال p-n سیلیکونی بدست آمد. در چهار دهه ی گذشته اقدامات قابل توجهی در جهت ساخت نیروگاه های تولید انرژی خورشیدی مگاواتی صورت گرفته است. سلول های خورشیدی معمولاً به صورت ماژول های وصل شده و کپسوله شده به صورت الکتریکی موجود هستند(یعنی آماده برای استفاده هستند). ماژول های فتوالکتریکی یک صفحه شیشه ای در سطح خود دارند تا به هنگام عبور نور از ویفرهای نیمه هادی در مقابل عوامل محیطی(مانند باران،گرماو ..) محافظت کند. سلول های خورشیدی به صورت سری در ماژول ها،ولتاژ موثر ایجاد می کند، و ارتباط موازی یک جریان بالاتر بوجود می آورد. ماژول ها برای ایجاد ولتاژو جریان مطلوب مستقیم باهم به صورت سری یا موازی یا هردو متصل می شوند که به آن ...
تکنیک جریان - ولتاژ ( I-V )
در این مطلب می خواهم ابتدا آنالیز جریان- ولتاژ را به طور کامل توضیح دهم و سپس به ترتیب انواع آنالیزهایی که می توان از یک سلول خورشیدی گرفت را توضیح خواهم داد. اولین و مهم ترین آنالیزی که از تمام سلول های خورشیدی (سیلیکونی، لایه نازک و نانوساختاری) می توان تهیه کرد، آنالیز جریان – ولتاژ می باشد. با استفاده از این آنالیز می توان فاکتورهای مهم سلول از جمله بازده ی تبدیل سلول را محاسبه نمود. قبل هر آنالیزی برای سلول های خورشیدی رنگدانه ای باید این آنالیز را در شرایط استاندار انجام داد. این شرایط استاندارد شامل: نوری که به سلول خورشیدی تابیده می شود باید در حالت Air Mass 1.5 باشد. Air Mass، یعنی مقداری از توده ی هوا که نور خورشید قبل از اینکه به سطح زمین برسد، با آن در تماس بوده است. چون جو دارای مقداری هوا است لذا هر قدر نور خورشید میزان بیشتری از اتمسفر را ببیند شدتش کاهش می یابد. Air Mass 0 مطابق شکل جایی یا شدتی تعریف می شود که، نور خورشید در خارج اتمسفر با زاویه عمود تابیده شود و در حالت Air Mass 1.5 یعنی جاییکه زاویه تابش نور خورشید به سطح زمین 48.2 درجه باشد. محدوده ی طول موج نوری که به سلول می رسد در ناحیه مرئی 400 تا 700 نانومتر باشد. توان نوری که به سلول خورشیدی می رسد mv/cm2 100 باشد. شبیه ساز نورخورشید (Solar simulator) شبیه ساز نور خورشیدی، دستگاهی است که شرایط استاندار را برای گرفتن آنالیز جریان- ولتاژ فراهم می کند. این دستگاه معمولاً از یک لامپ زنون تشکیل شده است که در مقابل آن فیلتری قرار می دهیم تا نور پس از عبور از این فیلتر طیف نور خورشید را در اختیار ما قرار دهد و تا حد امکان امواج فروسرخ را حذف کند. زیرا که امواج فروسرخ دمای محیط را افزایش می دهد و این امر باعث می شود که کلیه ی داده هایی که از سلول خورشیدی بدست می آوریم قابل قبول نباشد. پس لازم است که این دستگاه دارای یک فن باشد که محیط کار را خنک نگاه دارد. در شکل زیر نمودار طیفی که این دستگاه در شرایط استاندارد در اختیار ما قرار می دهد، نشان داده شده است. نحوه ی انجام آنالیز جریان- ولتاژ به منظور انجام این آنالیز، ابتدا میزان جریان و ولتاژ سلول خورشیدی که تهیه کردیم را در حالت تاریکی می یابیم. بدین منظور یک روپوشی بر روی سلول خورشیدی قرار می دهیم و جریان و ولتاژ را در این حالت با استفاده از یک مولتی متر می خوانیم. سپس روپوش را از روی سلول خورشیدی که باعث تاریکی آن شده بود برداشته و به آن نور می تابانیم. این امر سبب می شود تا جریان بالا رفته که این امر به دلیل تبدیل فوتون به جریان است. در حالت کلی برای اندازه گیری جریان و ولتاژ دو راهکار داریم: استفاده از دستگاه potentiostat/ galvanostat با ...
سلول هاي خورشيدي (دسته بندي)
1-2-1- طبقه بندی سلول های خورشیدی طبقه بندی های متعددی از سلولهای خورشیدی وجود دارند که به طور کلی دو نوع از آنها متداولتر است و در مراجع بیشتر به آنها اشاره شده است. در ادامه به طور خلاصه به تشریح آنها پرداخته شده است: 1-2-1-1- طبقه بندی نوع اول در این نوع از طبقه بندی، سلول های خورشیدی به انواع سیلیکونی، لایه نازک و نانو ساختار تقسیمبندی می شوند. در ادامه به بررسی اجمالی این تنوع از دسته بندی پرداخته شده است: الف- سیلیکون بلوری این دسته رایج ترين نوع سلولهای خورشیدی هستند و برای ساخت آنها از سیلیکون استفاده شده است. ظاهر این دسته از سلولها به رنگ پوشش ضد انعکاسی آنها بستگی دارد. این پوششها محدوده نوری را که میتواند به سلول راه پیدا کند، مشخص میکنند و طراح با انتخاب رنگ مورد نظر مقدار نور ورودی را تنظیم میکند. رنگ آبی به دلیل راندمان بالا رایجترین رنگ است و سلولهای خورشیدی با رنگهای دیگر نسبت به آن راندمان پایینتری دارند. این خانواده از سلولهای خورشیدی به دو دسته تک کریستالی و چند کریستالی تقسیم میشوند. - سیلیکون تک بلور سیلیکون تک بلوری به لحاظ تاریخی مرسومترین نوع برای تهیه سلولهای خورشیدی است و بیشترین آزمایشها برای استفاده در صنایع الکترونیک روی آن انجام شده است. آنها کارآمدترین و در عین حال گرانترین نوع از این سلولها میباشند و برای فضاهایی که از نظر مساحت دچار مشکل است، توصیه میشوند. سلولهای خورشیدی در این روش، از طریق ورقه کردن گرداله تک بلور رشد داده شده سیلیکون تهیه می شوند. آنها را می توان به نازکی 200 میکرون برید. برای سلول های خورشیدی تهیه شده از تک بلور سیلیکون، در آزمایشگاه ها به راندمان 24 درصدی و در صنعت به راندمان 15 درصدی رسیده اند. سلول های تک بلوری سیلیکون بین 20 تا 25 سال پایدار هستند و مشکل آنها در گران بودن روش تولید آنها است. - سیلیکون چند بلوری: تفاوت سلولهای خورشیدی چند بلوری و تک بلوری این است که ورقههای سلولهای خورشیدی چند بلوری را از طریق ورقه کردن بلوک سیلیکون ریختهگری شده تهیه میکنند. این سلولها نسبت به سلولهای تک بلوری ارزانتر هستند اما در عوض راندمان پایینتری دارند. نمونههای آزمایشگاهی راندمانی 18 درصدی و مدلهای تجاری راندمانی 14 درصد را از خود نشان دادهاند. ب- سلول های خورشیدی با لایه نازک: همانگونه که از نام آنها مشخص است اصول کار در این سلولها مبتنی بر لایه نازکی از نیمهرسانا است که برروی یک سطح نشانده شده باشد. از آنجایی که این لایه نازک است، از نیمهرساناهای حجیم، ارزانتر خواهد بود. روشهای تولید ...
سلول های خورشیدی
سلول خورشیدی وسیله ای است که انرژی خورشید را مستقیماً بوسیله اثر فوتوولتائیک(قدرت زای نور) به برق تبدیل می کند. گاهی اوقات عبارت "سلول خورشیدی" اختصاصاً برای وسیله ای بکار می رود که انرژی خورشید را ذخیره می کند مانند پنل های خورشیدی و سلول های خورشیدی، درحالی که لفظ "سلول فوتوولتائیک" زمانی استفاده می شود که منبع نوری مشخص نیست. مجموعه ای از سلول ها برای ساخت پنل های خورشیدی،ماژول های خورشیدی،یا آرایه های فوتوولتائیک استفاده می شود. فتوولتائیک زمینه ای از تکنولوژی و تحقیقات وابسته به ابزارهای تولید برق بوسیله سلول های خورشیدی برای استفاده های عملی و سودمند است. انرژی که از این طریق تولید می شود یکی از نمونه های انرژی خورشیدی است.تاریخچه سلول های خورشیدی لفظ "فتوولتائیک" از عبارت یونانی " φῶς (phōs)" به معنی "روشنایی" و کلمه ولتائیک از نام فیزیکدان ایتالیایی به نام ولتا(که واحد نیروی محرکه الکتریکی است) گرفته شده است. عبارت "فتو-ولتائیک" از سال 1894 در زبان انگلیسی استفاده می شود.اثر فتوولتائیک اولین بار توسط فیزکدان آلمانی "اِی.ای.بکورل" در سال 1839 شناسایی شد. سال 1883 اولین سلول خورشیدی توسط "چارلز فریت" ساخته شد، او نیمه هادی سلنیوم را با یک لایه نازک از طلا برای تشکیل درگاه اتصال پوشش داد. بازده دستگاه فقط در حدود 1 درصد بود. سپس فیزیکدان روسی "الکساندر استولتاو" اولین سلول خورشیدی برمبنای اثر فتوالکتریک (کشف شده توسط هانریش هرتز در سال 1887) ساخت. "آلبرت اینشتین" اثر فتوالکتریک را در سال 1905 تشریح کرد و به خاطر این جایزه نوبل فیزیک را در سال 1921 دریافت کرد. "راسل اهل" اتصال های نیمه هادی مدرن در سلول های خورشیدی در 1946 ، در حالی که داشت روی یک سری تحقیقات مربوط به ترازیستور کار می کرد،مطرح کرد. بالاترین بازده سلول های خورشید توسط "چپین"،"فولر" و "پیرسون" در 1954 به هنگام استفاده از یک اتصال p-n سیلیکونی بدست آمد. در چهار دهه ی گذشته اقدامات قابل توجهی در جهت ساخت نیروگاه های تولید انرژی خورشیدی مگاواتی صورت گرفته است.سلول های فتوولتائیک لایه لایه ای چندکرسیتالی برای پس زمینه سلول های خورشیدی معمولاً به صورت ماژول های وصل شده و کپسوله شده به صورت الکتریکی موجود هستند(یعنی آماده برای استفاده هستند). ماژول های فتوالکتریکی یک صفحه شیشه ای در سطح خود دارند تا به هنگام عبور نور از ویفرهای نیمه هادی در مقابل عوامل محیطی(مانند باران،گرماو ..) محافظت کند. سلول های خورشیدی به صورت سری در ماژول ها،ولتاژ موثر ایجاد می کند، و ارتباط موازی یک جریان بالاتر بوجود می آورد. ماژول ها برای ایجاد ولتاژو جریان مطلوب مستقیم باهم به ...