فتو به معنای نور و ولتائیک به معنی تولید ولتاژ میباشد. بر اساس اين پديده زمانی که يك فوتون در يك ماده نفوذ ميكند، اين احتمال وجود دارد كه توسط الكترون جذب شود و الكترون انتقال پيدا كند. به پدیده‌ای که در اثر تابش نور بدون استفاده از مکانیزم‌های محرک، الکتریسیته تولید کند، پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده‌ها استفاده نماید سیستم فتوولتائیک می گویند. عنصر اصلی تشکیل دهنده در ساخت پنل خورشیدی، موادی نظیر سیلیکون می باشد. در واقع، پنل های خورشیدی متشکل از سلول های خورشیدی می باشند که در قاب های آلومینیوم و صفحه محافظ شیشه ای کنار هم قرار گرفته اند. اساس کار سلول های خورشیدی بر مبنای نظریه برانگیختگی الکترون ها است.
سلول های خورشیدی از نیمه هادی سیلیکون نوع N و نوع P ساخته شده اند. انرژی فوتون های تابشی خورشید، توسط حفره ها و الکترون ها جذب می شود. الکترون ها و حفره ها با قابلیت جذب انرژی فوتون ها به تراز انرژی بالاتر رفته و رها می شوند. آن ها با اتصال سیم با داشتن قدرت کافی و حضور میدان الکتریکی داخلی از N به P حرکت کرده و جریان برق برقرار می شود. لازم به ذکر است جریان و ولتاژ تولیدی توسط سلول خورشیدی، DC است.
بازده و راندمان یک صفحه خورشیدی به میزان تابش، شدت تابش، دما، درجه حرارت و مراقبت های روتین دوره ای وابستگی دارد تا بهترین عملکرد را ارائه دهد. صفحات خورشیدی در مناطق خنک و منوسط بیشترین بازده خود را دارند زیرا از اتلاف انرژی بخاطر بالا رفتن دما جلوگیری می شود.
انواع پنل خورشیدی از لحاظ نوع ساخت
- پنل پلی کریستال (Poly Crystal)
- پنل های مونو کریستال (Mono Crystal)
- پنل تین فیلم (Thin Film)
سلول مونو کریستال:
این سلول ها از تک کریستال خالص سیلیکون تشکیل شده اند. راندمان صفحات خورشیدی مونو کریستال بالاتر از صفحات خورشیدی پلی کریستال است. بنابراین، در مکان هایی که با کمبود فضا مواجه هستیم از پنل خورشیدی مونو کریستال استفاده بیشتری می کنیم زیرا برق تولید شده توسط مونو کریستال بیشتر از پنل خورشیدی پلی کریستال است. لازم به ذکر است که پنل های مونوکریستال به نسبت انواع پنل های دیگر قیمت بالاتری دارا هستند.
پنل مونوکریستال
سلول پلی‌کریستال:
سلول های پلی کریستال از بهم پیوستن چندین تک کریستال سیلیکون تشکیل شده انـد. بر خلاف پنل های مونو کریستال خورشیدی، تولید پنل های پلی کریستال نیازمند به فرآیند خالص سازی Czochralski نمیباشند. در ابتدا سیلیکون خام ذوب در یک قالب مستطیل شکل ریخته می شود و پس از سرد شدن به ویفرهای کاملاً مستطیل شکل، برش داده می شوند. قیمت آنها به نسبت پنلهای مونوکریستال به مراتب پایین تر و در عین حال، بـازده آنها اندکی کمتر از پنل های مونو کریستال بوده و در حدود 13% تا 18% میباشد.
پنل پلی کریستال
سلولهاي بی نظم (آمورف):
در سلولهای آمورف به جاي استفاده از ساختار کریستالی، از سلولهاي بینظم اتمهایی نظیر سیلیکون، در لایههاي یک دست استفاده میشود. آنها را میتوان هم بر روي بستر خشک و هم انعطافپذیر نصب نمود. بازده آنها نسبت به بقیه انواع پنلهای خورشیدی پایینتر اما قیمت مناسبتری دارند.
پنل آمورف
نمایی از شماتیک کلی انواع سلولهای فتوولتاییک
درج دیدگاه