الخلايا الشمسية: التعريف والأنواع والبنية والمبادئ

الخلايا الشمسية: التعريف والأنواع والبنية والمبادئ - في هذه المناسبة عن المعرفة سوف يناقش حول الخلايا الشمسية. والذي يشرح في هذه المناقشة معنى الخلايا الشمسية وأنواعها وتركيباتها ودوائرها ومبادئها باختصار ووضوح. لمزيد من التفاصيل ، انظر المقال التالي.

الخلايا الشمسية: التعريف والأنواع والبنية والمبادئ

حاليًا ، قام العديد بتطبيق أجهزة الخلايا الشمسية في أنواع أو أنواع مختلفة من الاستخدام. بدءًا من مصدر طاقة للآلات الحاسبة والألعاب وشواحن البطاريات إلى محطات الطاقة. حتى أنه يستخدم كمصدر للطاقة لقيادة الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.

فهم الخلايا الشمسية

الخلية الشمسية عبارة عن جهاز أو مكون يمكنه تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية باستخدام مبدأ التأثير الكهروضوئي.

معنى التأثير الكهروضوئي هو ظاهرة ينتج عنها ظهور جهد كهربائي بسبب اتصال أو اتصال 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 Henri Becquerel 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 من أجل تدفق. تمامًا مثل الثنائي الضوئي ، تحتوي هذه الخلية الشمسية أيضًا على ساق موجبة وساق سالبة متصلة بدائرة أو جهاز يتطلب مصدر طاقة.

في الأساس ، الخلية الشمسية عبارة عن ثنائي ضوئي له سطح كبير جدًا. تجعل مساحة السطح الكبيرة للخلية الشمسية جهاز الخلايا الشمسية أكثر حساسية ضد الضوء الوارد وينتج أيضًا جهدًا وتيارًا أقوى من الثنائيات الضوئية عند عموما.

على سبيل المثال ، خلية شمسية مصنوعة من شبه موصل من السيليكون قادرة على إنتاج جهد يصل إلى 0.5 فولت وتيار يصل إلى 0.1 أمبير عند تعرضها لأشعة الشمس.

الهيكل الأساسي ورمز الخلايا الشمسية (الخلايا الشمسية)

فيما يلي الهياكل والأشكال والرموز الأساسية للخلايا الشمسية ، بما في ذلك:

مبدأ عمل الخلايا الشمسية

يتكون ضوء الشمس من جسيمات صغيرة جدًا تسمى الفوتونات. عند تعرضها لأشعة الشمس ، تصطدم الفوتونات ، وهي جزيئات ضوء الشمس ، بالذرة شبه الذرية موصل السيليكون للخلية الشمسية بحيث يولد طاقة كافية لفصل الإلكترونات عن الهيكل الذرة.

ستكون الإلكترونات المنفصلة والشحنة السالبة (-) حرة في التحرك في منطقة نطاق التوصيل للمادة شبه الموصلة. الذرات التي تفقد الإلكترونات سيكون لها شغور في بنيتها ، الشاغر يسمى "ثقب" مع شحنة موجبة (+).

منطقة أشباه الموصلات ذات الإلكترونات الحرة سالبة وتعمل كمانح للإلكترون. تسمى منطقة أشباه الموصلات هذه بأشباه الموصلات من النوع N (النوع N). أما بالنسبة للمنطقة شبه الموصلة ذات الثقب التي لها خصائص إيجابية وتعمل كمستقبل للإلكترون ، فهي تسمى 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.

نوع الخلايا الشمسية

تصنف أنواع الخلايا الشمسية على أساس تقنية التصنيع ، وعلى نطاق واسع تنقسم الخلايا الشمسية إلى ثلاثة أنواع وهي:

1. أحادي البلورية

Mono (Mono-crystalline) هي الألواح الشمسية الأكثر كفاءة التي يتم إنتاجها بأحدث التقنيات وتنتج أيضًا طاقة كهربائية عالية. يتم تصنيع الخلايا الشمسية أحادية البلورة باستخدام السيليكون البلوري النقي الذي خضع لعملية تشوكرالسكي والتي ينتج عنها سبائك.

ثم يتم تقطيع هذه السبيكة إلى شرائح رفيعة. بحيث يكون دائريًا أو دائريًا ، فإن الشكل هو نتيجة عملية Czochralski.

1. متعدد البلورات

في حين أن Polycrystaline silicon عبارة عن لوحة شمسية لها أو لها ترتيب بلوري عشوائي. يتكون هذا النوع أو النوع من عدة قضبان بلورية من السيليكون يتم صهرها أو صهرها بعد سكبها مرة أخرى في قالب مربع الشكل. 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 ، المادة المراد معالجتها وضع البلورة في مكان يصعب تفاعله مع المواد الأخرى مثل غازات الكوارتز والغازات النبيلة الأرجون.

1. الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة (TFSC)

رقيقة الخلايا الشمسية عبارة عن لوحة شمسية تتكون من طبقتين () مصنوعة عن طريق إضافة menambahkan واحد أو المزيد من الأغشية الرقيقة أو الأغشية الرقيقة من المواد الكهروضوئية على الركيزة مثل الزجاج أو البلاستيك أو فلز.

سلسلة الخلايا الشمسية والدوائر الموازية (الخلايا الشمسية)

كما هو الحال مع البطاريات ، يمكن أيضًا توصيل الخلايا الشمسية في سلسلة أو متوازية. بشكل عام ، يمكن أن تنتج كل خلية شمسية جهدًا من 0.45 ~ 0.5 فولت وتيار كهربائي قدره 0.1 أمبير عند تلقي الضوء الساطع.

على غرار البطاريات ، ستزيد الخلايا الشمسية المتصلة في سلسلة من الجهد (الجهد) بينما للخلايا الشمسية المتصلة بالتوازي ستزيد من التيار (تيار).

هذا هو تفسير حول الخلايا الشمسية: التعريف والأنواع والبنية والمبادئ. نأمل أن يكون مفيدًا ويضيف إلى معرفتك. شكرا لك.