حول الخلايا الكهروضوئية

ما هي الخلايا الكهروضوئية؟

تتكون الخلية الكهروضوئية من مادة شبه موصلة؛ “شبه موصلة” تعني أنه يمكنها توصيل الكهرباء بشكل أفضل من العازل ولكنها ليست موصلًا جيدًا مثل المعدن. هناك العديد من مواد أشباه الموصلات المختلفة المستخدمة في الخلايا الكهروضوئية. عندما تتعرض أشباه الموصلات للضوء، فإنها تمتص طاقة الضوء وتنقلها إلى جسيمات سالبة الشحنة تسمى الإلكترونات.

من هو مخترع الخلايا الكهروضوئية؟

اخترع العالم (تشارلز فريتس) أول خلية شمسية في عام 1883. استخدم الوصلات المكونة من طبقة من السيلينيوم لامتصاص أشعة الشمس وتوليد تيار كهربائي. تعود بداية التكنولوجيا الكهروضوئية إلى العصور القديمة، حيث بدأ اكتشاف أساسيات الطاقة الكهروضوئية في عام 1839. ومع ذلك، لم يكن حتى سبعينيات القرن الماضي عندما بدأت وتيرة تطور الخلايا الكهروضوئية في الارتفاع.

كيف تحصل الخلايا الكهروضوئية على الطاقة الكهربائية؟

لا تحتاج الخلايا الكهروضوئية بالضرورة إلى ضوء الشمس لتحويل الضوء إلى طاقة كهربائية، حيث يمكنها أيضًا تحويل مصدر اصطناعي للضوء إلى طاقة كهربائية، وتشمل الخطوات المتضمنة في إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الخلايا الكهروضوئية ما يلي: [١] يتم امتصاص الضوء بواسطة إلكترونات المادة (السيليكون عادةً)، مما يؤدي إلى تكوين زوج إلكترون-ثقب (electron-hole).

ما الفرق بين الخلايا الكهروضوئية أحادية البلورة والمتعددة البلورة؟

خلايا السيليكون الكهروضوئية أحادية البلورة ومتعددة البلورة: تتكون الخلايا الأحادية البلورة من بلورة سيليكون واحدة، يكون تدفق الإلكترونات المتولد بفعل التأثير الكهروضوئي مهمة سهلة، في المقابل الخلايا ذات البلورات المتعددة المصنوعة من إذابة شظايا بلورات السيليكون متعددة البلورات ما يزيد من صعوبة تدفّق التيار الكهربائي.

كيف تحول الخلايا الكهروضوئية الإشعاع الشمسي إلى تيار كهربائي مستمر؟

حيث تحول الخلايا الكهروضوئية الإشعاع الشمسي بصورة مباشرة إلى تيار كهربائي مستمر، علماً أن هذه الخلايا تكون مصنوعة من مواد تقوم بعملية التحويل الكهروضوئية أشباه الموصلات مثل السيليكون أو الجرمانيوم.

كيف تعمل الخلايا الكهرضوئية؟

تعتبر الخلايا الكهرضوئية من أفضل الوسائل لتوليد الطاقة الكهرباية باستخدام الخلايا الشمسية لتحويل الطاقة الشمسية إلى تدفق إلكترونات. تاثير الخلايا الكهرضوئية يرجع إلى تحفيز فوتونات الضوء الإلكترونات للانتقال من مستوى طاقة اقل إلى مستوى طاقة أعلى وبذلك نحصل على التيار الكهربائي.