مقاله سلول های خورشیدی

دانلود مقاله سلول های خورشیدی

کریستال سیلیکون سی-اس آی

سی-اس آی، اصلی‌ترین ماده تجاری در تولید سلولهای خورشیدی است و به اشکال مختلفی استفاده می شود: سیلیکون های تک کریستالی ، سیلیکون های چند کریستالی و سیلیکون لایه نازک .تکنیکهای مرسوم برای تولید کریستالین سیلیکون شامل : روش چوکرالسکی، روش محدوده شناور و روشهای دیگری نظیر ریخته‌گری می باشد. زدودن ناخالصیها از سیلیکون اهمیت بسیاری دارد. این عمل با کمک تکنیکهایی چون منفعل سازی سطح ( با تابش هیدروژن به یک سطح ) و گترینگ (

یک روش شیمیایی که با حرارت دادن ناخالصیها را از سیلیکون بیرون می کشد ) صورت می پذیرد .با اینکه سلولهای خورشیدی با سیلیکون کریستالی ، از سال ۱۹۵۴ وجود داشته اند ، ابتکاری جدید رو به گسترش دارد . سلولهای جدیدی همچون ( ای دبلیو تی ) ، ( سیس ) از این دسته اختراعات نو هستند .

–

 سلولهای خورشیدی با لایه نازک این نوع سلولها از لایه های بسیار نازک مواد نیمه هادی استفاده می کنند که ضخامت آنها چند میکرومتر است. این لایه روی یک صفحه نگاه دارنده که از مواد ارزان مانند شیشه ، پلاستیک یا فولاد زنگ زن ساخته شده ، قرار می گیرد. نیمه هادی‌های بکاررفته در لایه های نازک عبارتند از : سیلیکون بی شکل ( آمورف ) ( آ-س آی) ، سی آی اس و تلورید کادمیم ( سی دی-تی ای ) . سیلیکون آمورف ، ساختار کریستالی مشخص ندارد و تدریجاٌ با قرار گرفتن در برابر نور از بین رفته وکیفیت ابتدایی خود را از دست می دهد. منفعل سازی به کمک هیدروژن می تواند این اثر را کاهش دهد . از آنجائی که مقدار مواد نیمه هادی بکار رفته در لایه نازک بسیار کمتر از سلولهای پی وی معمول است، هزینه تولید سلولهای نازک نیز به میزان قابل ملاحظه‌ای کمتر از سلولهای خورشیدی سیلیکون کریستال است .

–

فن آوریهای گروه سه و پنج

این فن‌آوریهای فتوولتائیک که بر اساس عناصر شیمیایی گروه‌های سه و پنج جدول تناوبی ایجاد شده اند، بازده تبدیل انرژی بسیار بالایی را چه در نور عادی و چه در نور متمرکز شده، از خود نشان می دهند. سلولهای تک کریستالی این دسته معمولاٌ از آرسنید گالیم ساخته می شود. آرسنید گالیم می تواند همراه با عناصری مانند ایندیم ، فسفر و آلومینیوم ، تشکیل آلیاژهای نیمه رسانایی بدهد که با مقادیر مختلف انرژی نور خورشید کار می‌کنند .

–

تجهیزات چند تایی با بهره وری بالا

در این روش، سلولهای خورشیدی تکی بر روی همدیگر قرار می گیرند تا میزان دریافت و تیدیل انرژی خورشیدی بیشینه شود. لایه بالایی بیشترین مقدارا انرژی را از نور دریافت کرده و مابقی را عبور می‌دهد تا جذب لایه های بعدی بشوند. بیشتر فعالیتهای این زمینه از آرسنید گالیم و آلیاژهای آن استفاده می کند. همچنین از سیلیکون آمورف ، سی آی اس و فسفید ایندیم گالیم نیز بهره گرفته می شود . با وجود آنکه سلولهای متشکل از دو بخش ساخته شده است، اما بیشترین توجه به سلولهای با سه اتصال و چهار اتصال است. در این انواع ، موادی چون ژرمانیم که کمترین میزان انرژی نور را نیز دریافت می کند، در پایین‌ترین لایه استفاده می شود .

–

ساخت سلولهای خورشیدی

فاکتورهای متفاوت و مهمی در تولید سلولهای خورشیدی مطرح هستند. مواد نیمه رسانا عموماٌ با ناخالصیهای مانند بورون یا فسفر تقویت می شوند تا محدوده فرکانسهای نور را که به آن پاسخ می دهند، گسترش دهد. عملیات دیگری که انجام می شود، شامل منفعل سازی سطحی مواد و بکارگیری پوششهای ضد انعکاس می باشند . محبوس کردن واحد کامل پی وی در یک پوسته محافظ، گام مهم دیگری در فرآیند تولید است.

–

سلولهای خورشیدی پیشرفته

دیدگاههای پیشرفته گوناگونی مسأله سلولهای خورشیدی را مورد بررسی قرار می دهند. سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگ ، سلولهایی هستند که از یک لایه دی‌اکسید تیتانیوم آغشته به رنگ به جای مواد نیمه رسانایی که در بیشتر سلولهای خورشیدی برای ایجاد ولتاژ استفاده میشود، استفاده میکنند. چون دی اکسید تیتانیوم به نسبت ارزانتر است، در حال حاضر میتوان از سلولهای خورشیدی پیشرفته تری مانند سلول های خورشیدی پلیمری ( پلاستیکی ) – که مولکولهای کربنی بسیار بزرگی دارند – و سلولهای فوتوالکتروشیمیایی که از آب در مجاورت نور خورشید مستیماٌ هیدروژن تولید می کنند ، نام برد .

–

توازن اجزاء سیستم

باس شامل همه چیز در یک سیستم فوتولتالیک می شود . این مسأله میتواند در ساختارهای پایه‌ای، تجهیزات ردیابی ، باتریها ، الکترونیک قدرت و دیگر تجهیزات مورد توجه قرار بگیرد.

امروزه بشر با دو بحران بزرگ روبرو است که بیش از آنچه ما ظاهرا تشخیص می دهیم با یکدیگر ارتباط دارند. از یک طرف جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ با مشکل الودگی محیط زیست مواجهند و از طرف دیگر مشاهده می شود که مواد اولیه و سوخت مورد نیاز همین ماشینها با شتاب روز افزون در حال اتمام است.

اثرات مصرف بالای انرژِی در زمین و آب و هوا آشکارا مشخص می باشدو ما تنها راه حل را در پایین اوردن میزان مصرف انرژی می دانیم ,حال انکه این امر نمی تواند به طور موثر ادامه داشته باشد.توجه و توصل به انرژی اتمی به عنوان جانشینی برای سوختهای فسیلی نیز چندان موفقیت آمیز نبوده است.

صرف هزینه های سنگین و همچنین تشعشعات خطر ناکی که ازنیروگاههای اتمی در فضا پخش شده ,نتیجه مثبتی نداشته است و اگر یکی از این نیروگاهها منفجر شود زیانهای فراوان و جبران ناپذیری به بار خواهد اورد.به علاوه به مشکل اساسی که در مورد مواد سوختی نظیر نفت ,گاز و زغال سنگ داشتیم بر می خوریم بدین معنی که معادن اورانیم که سوخت این نیروگاهها را تامین می کند منابع محدودی هستند و روزی خواهد رسیدکه این ذخایر پایان خواهد یافت و ماده ای که جایگزین ان شود وجود نخواهد داشت.

–

فهرست

کریستال سیلیکون سی-اس آی.. ۱

فن آوریهای گروه سه و پنج.. ۲

تجهیزات چند تایی با بهره وری بالا.. ۲

ساخت سلولهای خورشیدی.. ۳

سلولهای خورشیدی پیشرفته. ۳

توازن اجزاء سیستم.. ۴

انرژی خورشیدی.. ۵

مصارف انرژی خورشیدی.. ۵

طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :.. ۶

اساس کار سلولهای خورشیدی.. ۶

کاربردهای سلولهای خوشیدی.. ۷

منبع انرژی خورشیدی… ۱۹

منابع: ۲۷