آشنایی با سلول های خورشیدی

خورشید یک منبع تمام نشدنی از انرژی پاک است که میلیاردها سال انرژی مورد نیاز زمین را تامین کرده و سبب بقای زمین و موجودات ساکن در آن شده است. این گوی طلایی آتشین منبعی غنی و تجدید پذیر سوخت برای همه ی موجودات است. با پیشرفت تکلونوژی انسان توانست با جذب انرژی خورشید و تبدیل آن به انرژی الکتریسیته دست پیدا کند. برقی که نه تمام می‌شود و نه به محیط زیست آسیب می‌رساند.

سلول های خورشیدی چیست؟

سلول خورشیدی یا solar cell با عنوان سلول فتوولتائیک(photovoltaic) نیز شناخته می‌‌شود. این سلول ها پس از جذب انرژی خورشید مستقیما آن را به برق تبدیل می‌کند. این سلول یک قطعه الکترونیکی  جامد است، که انرژی خورشیدی را توسط اثر فوتو ولتاییک که پدیده فیزیکی و شیمیایی است به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این سلول ها که به شکل هشت ضلعی و به رنگ سیاه مایل به آبی است به هم چسبیده و ماژول های خورشیدی (solar madule) می‌سازد. این واحد ها به واحد های بزرگ تری نیز شناخته می شود که به پنل های خورشیدی (solar panel) معروف اند.

ذرات ریز نور فوتون نامیده می‌شود که هر پرتو نور خورشید شامل میلیاردها فوتون می‌ باشد. با برخورد این پرتوها به سلول خورشیدی فوتون‌ها توسط این سلول ها جذب شده و آن ها به جریانی از الکترون ها تبدیل می‌کند. پس از خارج شدن انرژی این الکترون ها به خارج از سلول، این الکترون ها می‌توانند در مدار الکتریکی جریان پیدا کنند برق هر وسیله الکترونیکی را تامین نماید.

سلول های خورشیدی از چه چیزی ساخته می‌شوند؟

سلول‌های خورشیدی ساخته شده از ویفر‌های سیلیکون، کاربرد بسیاری دارند.

سلول‌های تکی، برای فراهم کردن توان لازم دستگاه‌های کوچک‌تر، مانند ماشین حساب الکترونیکی به کار می‌روند.

المان های فوتوولتاییک، الکتریسیتهٔ پایدار و تجدیدپذیری را تولید می‌کنند.

معمولا در موارد عدم وجود شبکهٔ انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارد.

می‌توان به محل‌های دور از دسترس، مانند ماهواره‌های مدارگرد، کاوشگرهای فضایی و ساختمان‌های مخابراتی دور از دسترس اشاره کرد.

همچنین این انرژی در جاهایی که شبکه توزیع وجود دارد برای جلوگیری از استفاده ی زیاد از سوخت های فسیلی مرسوم است.

در ساخت سلول‌های خورشیدی دو فناوری استفاده می‎‌شود: نسل اول و نسل دوم.

نسل اول بر پایه ی ویفر های سیلیکونی با ضخامت 300-400 میکرو متر است، که ساختار بلوری یا چند بلوری دارند.

فناوری نسل دوم یا تکنولوژی لایه نازک می‌باشد.

براساس لایه نشانی نیمه هادی روی بسترهای شیشه‌ای، فلزی یا پلیمری، در ضخامت‌های ۵–۳ است.

سلول‌های فتو ولتائیک از مواد ویژه‌ای ساخته شده‌اند که آنها را semiconductor یا نیمه رسانا می‌نامیم.

از این مواد می‌توان به سیلیکون اشاره کرد که اکنون بسیار پرکاربرد است.

کاربرد انرژی خورشیدی:

سیستم های فتوبیونوژیک: تغییراتی که در حیات و زیست گیاهان و جانداران به وسیله نور خورشید و فتوسنتز ایجاد می گردد.

سستم های شیمیایی :تغییرات شیمیایی در اثر نور خورشید در الکترولیز های نوری و سلول های فتوولتاییک الکتروشیمی وتاسیسات تهیه هیدروژن.

سیستم های حرارتی و برودتی: شامل سیستم های تهیه آبگرم

گرمایش و سرمایش ساختمان ها

تهیه آب شیرین

سیستم های انتقال و پمپاژ

سیستم های تولید فضای سبز(گلخانه ها)

خشک کن ها و اجاق خورشیدی

سیستم های سرد سازی

برج های نیرو

خشک کن های خورشیدی

نیروگاه های خورشیدی

سیستم های فتو ولتائیک: تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی در سلول های خورشیدی.