في وحدة الطاقة الكهروضوئية، الخلية الشمسية يعمل كعنصر شبه موصل أساسي مسؤول عن تحويل الضوء إلى طاقة كهربائية على الفور، إنتاج الجهد والتيار المستمر.
تتم صناعة الخلايا الشمسية السيليكونية عن طريق ربط ذرات السيليكون لتشكيل شبكة بلورية، مما يوفر إطارًا منظمًا جيدًا يعزز كفاءة تحويل الضوء إلى كهرباء.
الخلايا الشمسية، المعروفة أيضًا بالخلايا الكهروضوئية، مصممة أساسًا لتحويل الضوء إلى كهرباء. ورغم أنها لا تُستخدم عادةً للكشف عن الإشعاعات الكهرومغناطيسية الأخرى أو قياس شدة الضوء، إلا أن وظيفتها الأساسية هي توليد الطاقة الكهربائية من ضوء الشمس.
يتم تجميع الخلايا الشمسية عادة معًا لإنشاء وحدات شمسية، ويتم دمج هذه الوحدات بشكل أكبر تشكيل وحدات أكبر مثل الألواح الشمسية والمصفوفات الشمسية، والتي تمكن من توليد قدر كبير من الطاقة الكهربائية من ضوء الشمس.
أنواع الخلايا الشمسية
هناك ثلاثة أنواع مميزة من الخلايا الشمسية، ولكل منها ميزات فريدة.
1. الجيل الأول من الخلايا الشمسية
يُصنع ما يقارب 90% من الخلايا الشمسية في العالم باستخدام رقائق السيليكون البلورية (c-Si). هذه الرقائق يتم الحصول عليها عن طريق تقطيع سبائك كبيرة مزروعة في مختبرات نظيفة بعناية، وتستغرق العملية بأكملها ما يصل إلى شهر حتى تكتمل. يمكن وضع السبائك في شكل البلورات المفردة، والمعروفة باسم أحادية البلورة أو أحادية السيليكون، أو قد تتكون من بلورات متعددة، ويشار إليها باسم متعددة البلورات، أو متعددة السيليكون، أو متعددة السيليكون c.
2. خلايا الطاقة الشمسية من الجيل الثاني
الخلايا الشمسية التقليدية عبارة عن رقائق رقيقة نسبيًا، يبلغ سمكها عادةً جزءًا من المليمتر (حوالي 200 ميكرومتر أو 200 ميكرومتر). ومع ذلك، فإن خلايا الجيل الثاني، المعروفة أيضًا باسم الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة أو الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة، إنها رقيقة بشكل لا يصدق، حيث أصبحت أرق بحوالي 100 مرة مرة أخرى، وعمقها عدة ميكرومترات أو مليون من المتر.
في حين أن بعض هذه الخلايا لا تزال مصنوعة من السيليكون، فإنها تستخدم شكلًا مختلفًا يسمى السيليكون غير المتبلور (a-Si)حيث تكون الذرات مرتبة عشوائيًا بدلًا من أن يكون لها بنية بلورية منتظمة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم مواد أخرى، مثل تيلوريد الكادميوم وثنائي سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم، في صناعة الجيل الثاني من الخلايا الشمسية.
3. خلايا الطاقة الشمسية من الجيل الثالث
أحدث تقنيات الخلايا الشمسية الجمع بين الميزات المفيدة للخلايا من الجيل الأول والثاني. على غرار خلايا الجيل الأول، تتميز هذه الخلايا بكفاءة عالية نسبيًا، تصل إلى 30% أو أكثر. ومع ذلك، ومثل خلايا الجيل الثاني، يُرجح تصنيعها باستخدام مواد أخرى غير السيليكون التقليدي. تشمل هذه المواد السيليكون غير المتبلور، والبوليمرات العضوية، بلورات البيروفسكايت، وتتميز بوجود تقاطعات متعددة.
يجب أن يقرأ: الخلية الشمسية مقابل اللوحة الشمسية - استكشاف الاختلافات الرئيسية
