تفسير المعرفة الألواح الشمسية ذات الصلة
أولاً ، مبدأ توليد الطاقة الشمسية: الخلايا الشمسية هي عبارة عن زوج من الأجهزة التي تستجيب للضوء وتحول الطاقة الضوئية إلى كهرباء. هناك العديد من أنواع المواد التي يمكن أن تنتج تأثير ضوئي ، مثل: السيليكون أحادي البلورة ، السيليكون متعدد البلورات ، السيليكون غير المتبلور ، زرنيخيد الغاليوم ، وما شابه ذلك. مبدأ توليد الطاقة لديهم هو نفسه بشكل أساسي ، ويتم الآن وصف عملية توليد الطاقة البلورية من خلال أخذ بلورة كمثال. السليكون البلوري من النوع p ممسوح بالفوسفور للحصول على السيليكون N-type لتشكيل تقاطع PN. عندما ينير الضوء سطح الخلية الشمسية ، يتم امتصاص جزء من الفوتونات بواسطة مادة السليكون. يتم نقل طاقة الفوتونات إلى ذرات السيليكون ، مما يتسبب في تحرك الإلكترونات أكثر وأكثر ، وتتركز تقاطعات PN الإلكترون الحر على الجانبين لتشكيل فرق محتمل عندما تكون الدائرة متصلة خارجياً. في إطار عمل هذا الجهد ، سيكون هناك تيار يتدفق خلال الدائرة الخارجية لتوليد قوة خرج معينة. جوهر هذه العملية هو عملية تحويل طاقة الفوتون إلى طاقة كهربائية.
ثانيا ، لا يوجد فرق بين الخلايا الشمسية الكريستالات السليكون والخلايا الشمسية السليكونية البلورية. حياة واستقرار الخلايا الشمسية الكريستالات السليكون وخلايا السليكون الشمسية أحادية البلورية جيدة جدا. على الرغم من أن متوسط كفاءة التحويل لخلايا السليكون الشمسية أحادية البلورية أعلى بنحو 1٪ من متوسط كفاءة التحويل لخلايا السليكون الشمسية الكريستالية ، حيث أن الخلايا الشمسية السليكونية أحادية البلورية لا يمكن تحويلها إلا إلى شبه مربعات (أربع قمم هي أقواس) ، عند تكوين الخلايا الشمسية وحدات عندما يتم ملء جزء من المنطقة ، والخلايا الشمسية السيليكون الكريستالات مربع ، لا توجد مشكلة من هذا القبيل ، وبالتالي فإن كفاءة وحدة الخلايا الشمسية هي نفسها.
بالإضافة إلى ذلك ، بما أن عملية تصنيع مادتين من الخلايا الشمسية مختلفة ، فإن الطاقة المستهلكة في عملية تصنيع الخلايا الشمسية السليكونية الكريستالية تكون أقل بنسبة 30٪ تقريبًا من الخلايا الشمسية السليكونية أحادية البلورة.
تتميز بطارية السيليكون البلورية الأحادية بكفاءة تحويل عالية للبطارية وثبات جيد ، ولكن التكلفة عالية. لقد كسرت خلايا السيليكون أحادية البلورة من خلال الحاجز التقني لأكثر من 20٪ من كفاءة التحويل الكهروضوئي منذ أكثر من 20 عامًا.
تتميز خلايا سيليكون الكريستالات بتكلفة منخفضة وكفاءة تحويل منخفضة. خلايا سليكون بلورية واحدة مستقيمة الشكل ، عيوب مختلفة في المواد مثل حدود الحبوب ، خلع ، عيوب صغيرة وشوائب في مواد ، كربون وأكسجين ، ومجموعات انتقالية في عملية تلوث يعتبر المعدن البوابة التي تسببت في معدل التحويل الكهروضوئي لخلايا السيليكون الكريستالات غير قادر على التكسر بنسبة 20٪.
من وجهة نظر الفيزياء الصلبة ، لا يعتبر السيليكون المادة الكهروضوئية المثالية. هذا هو أساسا لأن السيليكون هو مادة أشباه الموصلات بسيطة مع انخفاض معامل امتصاص الضوء ، لذلك أصبح البحث عن المواد الضوئية الأخرى اتجاهاً. من بينها ، تعرف الكادميوم تيلورايد (CdTe) على أنه نوعان من المواد الضوئية الواعدة ، وقد حققت بعض التقدم ، ولكنها تتطلب الكثير من العمل من الإنتاج على نطاق واسع والمنافسة مع الخلايا الشمسية السليكونية البلورية.