فهم الخلايا الشمسية وأنواعها وتركيباتها ودوائرها ومبادئها

تعليم. شركة هوية شخصية - هذه الفرصة سنناقشها حول تعريف الخلايا الشمسية ، سيتم وصف المزيد عن الخلايا الشمسية على النحو التالي:

فهم الخلايا الشمسية

الخلية الشمسية عبارة عن جهاز أو مكون يمكنه تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية باستخدام مبدأ التأثير الكهروضوئي. والمقصود بالتأثير الكهروضوئي ظاهرة يكون فيها نشوء جهد كهربائي ناتجًا عن: وجود اتصال أو اتصال بين قطبين كهربائيين متصلين بنظام صلب أو سائل عند الحصول على الطاقة ضوء. لذلك ، غالبًا ما يشار إلى الخلايا الشمسية أو الخلايا الشمسية بالخلايا الكهروضوئية (PV). الآن تم اكتشاف التأثير الكهروضوئي من قبل رجل يدعى هنري بيكريل في عام 1839.

يظهر التيار الكهربائي بسبب طاقة الفوتون التي يتلقاها ضوء الشمس نجح في تحرير الإلكترونات في تقاطعات أشباه الموصلات من النوع N و P للتدفق. تمامًا مثل الثنائيات الضوئية (Photodiode) ، تحتوي هذه الخلية الشمسية أيضًا على ساق موجبة وساق سالبة متصلة بدائرة أو جهاز يتطلب مصدر طاقة.

في الأساس ، هذه الخلية الشمسية عبارة عن ثنائي ضوئي ذو سطح كبير جدًا. تجعل مساحة السطح الكبيرة للخلية الشمسية جهاز الخلايا الشمسية أكثر حساسية للضوء الضوء الوارد وينتج أيضًا جهدًا وتيارًا أقوى من الثنائيات الضوئية عموما. على سبيل المثال ، خلية شمسية مصنوعة من مادة السيليكون شبه الموصلة قادرة على إنتاج جهد يصل إلى 0.5 فولت وتيار يصل إلى 0.1 أمبير عند تعرضها لأشعة الشمس.

حاليًا ، قام الكثيرون بتطبيق جهاز Solar Cell على أنواع مختلفة من الاستخدام. بدءًا من مصدر طاقة للآلات الحاسبة ولعب الأطفال وشواحن البطاريات إلى محطات الطاقة وحتى كمصدر للطاقة لتشغيل الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.

الهيكل الأساسي ورمز الخلايا الشمسية (الخلايا الشمسية)

فيما يلي الهيكل الأساسي لشكل ورمز الخلية الشمسية (الخلية الشمسية).

مبدأ عمل الخلايا الشمسية

يتكون ضوء الشمس من جسيمات صغيرة جدًا تسمى الفوتونات. عند تعرضها لأشعة الشمس ، تصطدم الفوتونات ، وهي جزيئات ضوء الشمس ، بالذرات الخلية الشمسية السيليكون أشباه الموصلات بحيث يولد طاقة كبيرة بما يكفي لفصل الإلكترونات عنها هيكلها الذري. ستكون الإلكترونات المنفصلة والشحنة السالبة (-) حرة في التحرك في منطقة نطاق التوصيل لمادة أشباه الموصلات. الذرات التي تفقد الإلكترونات سيكون لها شغور في بنيتها ، الشاغر يسمى "ثقب" مع شحنة موجبة (+).

هذه المنطقة شبه الموصلة ذات الإلكترونات الحرة سالبة وتعمل كمانح للإلكترون ، وتسمى منطقة أشباه الموصلات هذه بأشباه الموصلات من النوع N (النوع N). وفي الوقت نفسه ، فإن منطقة أشباه الموصلات ذات الثقوب لها خصائص إيجابية وتعمل كمستقبل للإلكترون ، وهو ما يسمى أشباه الموصلات من النوع P.

عند تقاطع المنطقتين الإيجابية والسلبية (تقاطع PN) ، ستكون هناك طاقة تدفع الإلكترونات والثقوب للتحرك في اتجاهين متعاكسين. سوف يتحرك الإلكترون بعيدًا عن المنطقة السالبة بينما يبتعد الثقب عن المنطقة الموجبة. عندما يتم إعطاء حمل على شكل مصباح أو أي جهاز كهربائي آخر عند هذا التقاطع الإيجابي والسلبي (PN Junction) ، فإنه يتسبب في حدوث تيار كهربائي.

أنواع الخلايا الشمسية

يتم تصنيف أنواع الخلايا الشمسية بناءً على تقنية التصنيع. بشكل عام ، تنقسم الخلايا الشمسية إلى ثلاثة أنواع وهي:

1. أحادي البلورية

أحادي البلورة (Mono-crystalline) هذه هي الألواح الشمسية الأكثر كفاءة التي يتم إنتاجها بأحدث التقنيات وتنتج أيضًا طاقة كهربائية عالية. هذه الخلية الشمسية أحادية البلورة مصنوعة من السيليكون البلوري النقي الذي خضع لعملية تشوكرالسكي والتي ينتج عنها سبيكة.
ثم يتم تقطيع هذه السبيكة إلى شرائح رفيعة. بحيث يكون دائريًا أو دائريًا ، فإن الشكل هو نتيجة عملية Czochralski.

2. متعدد البلورات

بينما Polycrystaline silicon ، فهي عبارة عن لوحة شمسية لها ترتيب بلوري عشوائي. يتكون هذا النوع / النوع من عدة قضبان كريستالية من السيليكون يتم صهرها أو صهرها بعد أن تُسكب مرة أخرى في قالب مستطيل. تم طرح Polycrystal silicon في السوق في عام 1981. هذا متعدد الكريستالات لا يتطلب عملية Czochralski.

عملية تشوكرالسكي هي عملية تنقية للمادة عن طريق التبلور ، والمواد المراد معالجتها هي بلورته يتم وضعه في مكان يصعب تفاعله مع مواد أخرى مثل الكوارتز والغازات النبيلة الأرجون.

3. الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة (TFSC)

هذه الخلية الشمسية ذات الأغشية الرقيقة هي عبارة عن لوحة شمسية تتكون من طبقتين () مصنوعتين عن طريق الإضافة واحد أو أكثر من الأغشية الرقيقة ، أو الأغشية الرقيقة من المواد الكهروضوئية على الركيزة مثل الزجاج أو البلاستيك أو فلز

سلسلة الخلايا الشمسية والدوائر الموازية (الخلايا الشمسية)

مثل البطاريات ، يمكن أيضًا توصيل الخلايا الشمسية في سلسلة أو متوازية. بشكل عام ، تنتج كل خلية شمسية جهدًا من 0.45 ~ 0.5 فولت وتيار كهربائي قدره 0.1 أمبير عند استقبال الضوء الساطع. على غرار البطاريات ، ستزيد الخلايا الشمسية المتصلة في سلسلة من الجهد (الجهد) بينما للخلايا الشمسية المتصلة بالتوازي ستزيد من التيار (تيار).

وبالتالي ، فإن شرح تعريف الخلايا الشمسية وأنواعها وتركيباتها ودوائرها ومبادئها ، نأمل أن يكون ما تم وصفه مفيدًا لك. شكرا لك.