הבנת תאים סולאריים, סוגים, מבנים, מעגלים ועקרונות

חינוך. שיתוף. תְעוּדַת זֶהוּת - הזדמנות זו שנדון בהגדרת תאי השמש, עוד אודות תאי השמש תוארה כדלקמן:

הבנת תאים סולאריים

תא סולארי הוא מכשיר או רכיב שיכול להמיר אנרגיית אור שמש לאנרגיה חשמלית באמצעות עקרון האפקט הפוטו וולטאי. הכוונה באפקט פוטו וולטאי היא תופעה בה הופעתו של מתח חשמלי נגרמת על ידי: קיום חיבור או מגע של שתי אלקטרודות המחוברות למערכת מוצקה או נוזלית בעת קבלת אנרגיה אוֹר. לכן, תאים סולריים או תאים סולאריים מכונים לעתים קרובות תאים פוטו-וולטאיים (PV). כעת התגלה האפקט הפוטו וולטאי על ידי אדם בשם הנרי בקרל בשנת 1839.

הזרם החשמלי מופיע בגלל אנרגיית הפוטונים של אור השמש שהוא מקבל הצליח לשחרר את האלקטרונים בצמתים מוליכים למחצה מסוג N ו- P מסוג זרימה. בדיוק כמו פוטודיודה, לתא סולארי זה יש גם רגל חיובית ורגל שלילית המחוברת למעגל או למכשיר הדורש מקור כוח.

בעיקרון, תא סולארי זה הוא פוטודיודה שיש לה משטח גדול מאוד. שטח הפנים הגדול של התא הסולארי הופך את מכשיר התא הסולרי לרגיש יותר לאור אור נכנס וגם מייצר מתח וזרם חזקים יותר מדיודת צילום בדרך כלל. לדוגמא, תא סולארי העשוי מחומר מוליך למחצה מסיליקון מסוגל לייצר מתח של עד 0.5 וולט וזרם של עד 0.1A כאשר הוא נחשף לאור השמש.

נכון לעכשיו, רבים החילו את מכשיר התא הסולארי על סוגים שונים של שימוש. החל ממקור חשמל למחשבונים, צעצועים, מטענים לסוללות לתחנות כוח ואפילו כמקור כוח להנעת הלוויינים המקיפים את כדור הארץ שלנו.

מבנה בסיסי וסמל של תאים סולאריים (תא סולארי)

להלן המבנה, הצורה והסמל הבסיסיים של תא סולארי (תא סולארי).

עקרון עבודה של תאים סולריים

אור השמש מורכב מחלקיקים קטנים מאוד הנקראים פוטונים. כאשר הם נחשפים לאור השמש, פוטונים, שהם חלקיקי אור שמש, פוגעים באטומים מוליכים למחצה סיליקון של תאים סולריים כך שייצר אנרגיה גדולה מספיק כדי להפריד בין אלקטרונים המבנה האטומי שלה. האלקטרונים המופרדים והמטענים השליליים (-) יהיו חופשיים לנוע באזור פס ההולכה של חומר המוליך למחצה. לאטומים שמאבדים אלקטרונים יהיה מקום פנוי במבנה שלהם, הפנוי נקרא "חור" עם מטען חיובי (+).

אזור מוליך למחצה זה עם אלקטרונים חופשיים הוא שלילי ופועל כתורם אלקטרונים, אזור מוליך למחצה זה נקרא מוליך למחצה מסוג N (סוג N). בינתיים, לאזור המוליכים למחצה עם החורים יש תכונות חיוביות והוא משמש כמקבל אלקטרונים, הנקרא מוליך למחצה מסוג P.

בצומת האזורים החיוביים והשליליים (צומת PN) תהיה אנרגיה שדוחפת אלקטרונים וחורים לנוע בכיוונים מנוגדים. האלקטרון יתרחק מהאזור השלילי ואילו החור יתרחק מהאזור החיובי. כאשר ניתן עומס בצורת מנורה או מכשיר חשמלי אחר בצומת חיובי ושלילי זה (צומת PN), הוא יגרום לזרם חשמלי.

סוגי תאים סולאריים

סוגי תאי השמש מסווגים על פי טכנולוגיית הייצור. באופן כללי, תאים סולאריים מחולקים לשלושה סוגים, כלומר:

1. חד גבישי

מונו (מונו-גבישי) זהו הפאנל הסולארי היעיל ביותר המיוצר בטכנולוגיה העדכנית ביותר ומייצר גם כוח חשמלי גבוה. תא סולרי מונו גבישי זה מיוצר באמצעות סיליקון גבישי טהור שעבר תהליך Czochralski וכתוצאה מכך מטיל.
מטיל זה נחתך דק דק. כך שהוא יהיה מעגלי או מעגלי, הצורה היא תוצאה של תהליך Czochralski.

2. רב-גבישי

בעוד סיליקון פוליקריסטליני, זהו פאנל סולארי שיש לו / יש סידור גבישים אקראי. סוג / סוג זה עשוי מכמה מוטות קריסטל סיליקון שנמסים או נמסים לאחר שנמזג חזרה לתבנית מלבנית. סיליקון פולי קריסטל הושק לשוק בשנת 1981. זה polycrystalline אינו דורש תהליך Czochralski.

תהליך Czochralski הוא תהליך של טיהור חומר באמצעות התגבשות, החומר לעיבוד הוא מתגבשים מכניסים אותו למקום שקשה להגיב עליו עם חומרים אחרים כמו קוורץ וגזים אצילים אַרגוֹן.

3. תא סולארי סרט דק (TFSC)

תא סולארי דק זה הוא פאנל סולארי המורכב משתי שכבות () המיוצרות על ידי הוספה סרט דק או יותר, או סרט דק של חומר פוטו וולטאי על גבי מצע כגון זכוכית, פלסטיק או מַתֶכֶת

סדרת תאים סולאריים ומעגלים מקבילים (תא סולארי)

כמו סוללות, גם תאים סולריים יכולים להיות מחוברים בסדרה או במקביל. באופן כללי, כל תא סולרי מייצר מתח של 0.45 ~ 0.5V וזרם חשמלי של 0.1A בעת קבלת אור בהיר. בדומה לסוללות, תאים סולאריים המחוברים בסדרה יגדילו את המתח (מתח) ואילו עבור תאים סולאריים המחוברים במקביל יגדיל את הזרם (נוֹכְחִי).

לכן הסבר להגדרת תאים סולאריים, סוגים, מבנים, מעגלים ועקרונות, אני מקווה שהמתואר יכול להיות שימושי עבורך. תודה.