مقدمة إلى الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون

ما هي مزايا الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون؟

وقد أثبتت الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون كفاءة وأداء عاليين، مما يجعلها خيارًا موثوقًا وفعالًا لتوليد الطاقة الشمسية. إن قدرة السيليكون على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بشكل فعال قد عززت مكانته كمادة رائدة في الخلايا الكهروضوئية. الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون معروفة بمتانتها وطول عمرها.

لماذا يستخدم السيليكون في صناعة الخلايا الشمسية؟

لماذا يُستخدم السيليكون في صناعة الخلايا الشمسية؟ يُعتبر السيليكون واحد من أكثر العناصر توافرًا في الطبيعة ويوجد بشكل أساسي في رمال الصحاري على هيئة أكاسيد السيلكون. لكن ما يجعل السيليكون عنصرًا مميزا في تصنيع الخلايا الشمسية هو تركيبه الكيميائيي الفريد؛ إذ تحتوي ذرة السيليكون على 14 الكترون موزعة على ثلاث مستويات طاقة.

ما هي الخلايا الشمسية العضوية؟

وعلى نحو خاص، تستحوذ الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون على أكثر من 80 بالمائة من السوق، وتحل الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرفيعة، وبخاصة تلك المُصنعة من سيلينيد جاليوم إنديوم النحاس أو تيلوريد الكادميوم وكبريتيد الكادميوم، في المرتبة الثانية في السوق. وتُعد الخلايا الشمسية العضوية، التي سنعرض لها في الفصل العاشر، تقنية ناشئة واعدة.

ما هو العامل الذي يؤثر على كفاءة الخلايا الشمسية؟

وهناك عامل آخر يؤثر على كفاءة الخلايا الشمسية وهو نوع فجوة الطاقة. واعتمادًا على الموقع النسبي للجزء العلوي من نطاق التكافؤ والجزء السفلي من نطاق التوصيل في فضاء المتجه الموجي، يمكن أن تكون فجوة الطاقة لأي شبه موصل مباشرة أو غير مباشرة؛ انظر الشكل ٩-٢.

ما هو السيليكون الموجود في الخلية الشمسية؟

للتغلب على هذه المشكلة، يحتوي السيليكون الموجود في الخلية الشمسية على ملوثات، وهي عبارة عن ذرات إضافية تضاف عمدًا إلى ذرات السيليكون لتطوير قدرة السيليكون على تحويل طاقة الشمس إلى طاقة كهربائية. على سبيل المثال، تحتوي ذرة الغاليوم على إلكترون واحد أقل من ذرة السيليكون، ولكن تحتوي ذرة الزرنيخ الواحدة على إلكترون إضافي واحد.

ما هي الخلايا الشمسية الترادفية التي تتكدس طبقات متعددة من أشباه الموصلات؟

بالإضافة إلى ذلك، تُظهر الخلايا الشمسية الترادفية، التي تتكدس طبقات متعددة من أشباه الموصلات، وعدًا هائلاً في تعزيز كفاءة الألواح الشمسية. يعد اعتماد الألواح الشمسية ثنائية الجانب اتجاهًا ملحوظًا آخر. يمكن لهذه الألواح التقاط ضوء الشمس من كلا الجانبين، وذلك باستخدام الضوء المنعكس من الأسطح المحيطة.