انواع سلول های خورشیدی

سلولهای خورشیدی به دو دسته عمده سلولهای سیلیکون کریستالی و سلولهای فیلم نازک یا تین فیلم تقسیم میشوند.

سلول سیلیکون کریستالی: مهم ترین ماده در این نوع سلول ، سیلیکون میباشد. بعد از اکسیژن سیلیکون بیشترین عنصر روی زمین میباشد. در طبیعت بصورت خالص وجود ندارد ولی در ترکیبات شیمیایی با اکسیژن در شکل کوارتز یا شن وجود دارد. چون برای ساخت سلول خورشیدی  از سیلیکون خالص استفاده میگردد ، کارخانجات تولیدی ملزم به استحصال این نوع سیلیکون میباشند.سلولهای سیلیکون کریستالی خود به چند گونه مختلف تقسیم میشوند که مهمترین آنها در زیر توضیح داده خواهد شد.

۱- سلولهای سیلیکونی تک کریستال یا مونو کریستال۱ : در فرآیندی که به فرآیند ژورچالسکی معروف است ، مواد اولیه پلی کریستال در دمای ۱۴۲۰ درجه سانتیگراد ذوب شده و هسته کریستال با یک جهت مشخص به داخل سیلیکون مذاب برده شده و به آرامی به خارج از مذاب کشیده میشود که در طول این فرایند ، کریستال به میزان یک مونو کریستال استوانه ای تا قطر ۳۰ سانتیمتر و چندین متر در طول رشد خواهد کرد. سپس بصورت لایه لایه یا ویفر بریده میشود و بعد از آن پوشش ضد انعکاس۲  و سپس خطوط عبور جریان روی آن چاپ شده و نهایتا برای جلوگیری از اتصال کوتاه ، عملیات کلیشه سازی انجام شده تا لبه های لایه های p , n بصورت مجزا مشخص گردند.

بازده سلولهای مونو کریستال بین ۱۵ تا ۲۰ درصد بوده و بر اساس میزان بریده شدن آن دارای اشکال مختلفی مانند گرد ، نیمه گرد و یا مربع میباشند. سلولهای گرد بعلت میزان سیلیکون استفاده شده در آنها ارزانتر از انواع دیگر بوده ولی بعلت ایجاد فضای غیر قابل استفاده در ماژولها ، کمتر از آن استفاده میشود. سلولهای مونو کریستال معمولادر ابعاد ۴ اینچ (۱۰ * ۱۰سانتیمتر مربع)  ، ۵ اینچ(۵/۱۲ * ۵/۱۲ سانتیمتر مربع)  و ۶ اینچ (۱۵ * ۱۵ سانتیمتر مربع)  تولید میگردند. شکل ظاهر آنها بصورت یکپارچه  و برنگ آبی تیره ، طوسی و یا مشکی  میباشند. ضخامت این سلول بین ۲/۰تا ۳/۰ میلیمتر است.

۲- سلولهای سیلیکونی پلی کریستال۳  :  ابتدا سیلیکون در بوته آزمایش کوارتز ذوب گردیده و در قالبهایی بشکل مکعب قالب گیری و در حین کنترل حرارت ، قالب را بصورت تک جهتی سرد میکنند که هدف از این جامد سازی یکطرفه ، شکل دادن تعداد زیادی کریستالهای سیلیکونی تا حد امکان همگن و در سایزهای چند میلیمتر تا چند سانتیمتر میباشد. چون دانه های کریستالی ایجاد شده در جهات مختلف شکل گرفته اند ، باعث پایین تر بودن بازده این سلول نسبت به سلول مونو کریستال میگردد. سایر مراحل تولید مانند سلولهای مونو کریستال خواهد بود.

بازده سلولهای پلی کریستال بین ۱۳ تا ۱۶ درصد بوده و تمامی آنها مربع شکل میباشند. سلولهای پلی کریستال در ابعاد ۴ اینچ (۱۰ * ۱۰سانتیمتر مربع)  ، ۵ اینچ(۵/۱۲ * ۵/۱۲ سانتیمتر مربع)  و ۶ اینچ (۱۵ * ۱۵ سانتیمتر مربع) و همچنین ۶/۱۵ *۶/۱۵ سانتیمتر مربع و ۲۱ * ۲۱ سانتیمتر مربع تولید میگردند.

سلول های تین فیلم یا فیلم نازک از اوایل سال ۱۹۹۰ ساخته شده و به تولید انبوه رسیده است. در این تکنولوژی از برخی نیمه هادی های حساس به نور اسفاده میگردد که بعلت ضخامت کم لایه های آن دارای قیمت مناسبی بوده و توجیه اقتصادی خواهد داشت. در این سلول ها موادی مانند سیلیکون آمورف ، دی سلنید ایندیوم مس۴ و کادمیوم تلوراید۵مورد استفاده قرار گرفته که بعلت جذب بالای نور در این مواد ، لایه های کمتر از ۰۰۱/۰ میلیمتر نیز میتواند براحتی تبدیل نور به الکتریسیته را انجام دهد.در مقایسه با سلول های کریستالی که حرارت مورد نیاز آنها حدود ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد میباشد ، سلول های فیلم نازک به درجه حرارت ۲۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد نیاز دارند. همچنین برای تولید آنها هیچ محدودیتی برای سایز و ابعاد وجود ندارد.

مشخصات ماژول های تین فیلم سیلیکون آمورف عبارت است از: بازدهی بین ۵ تا ۷ درصد و دارای ابعاد استاندارد حداکثر ۷۹/۰ * ۹۴/۲ متر و ماژول های خاص حداکثر ۲متر در ۳ متر با ضخامت ۱ تا ۳ میلیمتر مواد اولیه و ۰۰۱/۰ میلیمتر پوشش آنها و دارای ظاهری یکپارچه و به رنگ قهوه ای کبود مایل به آبی یا آبی بنفش.

مشخصات ماژول های فیلم نازک دی سلنید مس نیز عبارت است از: بازدهی بین ۹ تا ۱۱ درصد و دارای ابعاد استاندارد حداکثر ۲/۱ متر * ۶/۰ متر و با ضخامت ۲ تا ۴ میلیمتر ماده اولیه و ۳ تا ۴ میکرون پوشش و ظاهری یکپارچه به رنگ طوسی تیره مایل به مشکی.

ماژول های فیلم نازک کادمیوم تلوراید نیز دارای مشخصه های زیر میباشد.بازدهی حدود ۵/۸ درصد با ضخامت ۳ میلیمتر ماده اولیه و ۰۰۵/۰ میلیمتر پوشش  و به ابعاد استاندارد ۲/۱ متر در ۶/۰ متر با ظاهری یکپارچه  و رنگ سبز تیره متمایل به مشکی.

برخی تولید کنندگان مانند شرکت سانیو، سلول خورشیدی متشکل از بخش کریستالی و فیلم نازک را تولید می نمایند که به ترکیب این دو تکنولوژی ، سلول های هیبریدی۶ گفته میشود. این سلول های دارای بازده حدود ۵/۱۸ درصد بوده و متعاقبا با قیمت بالاتری نیز عرضه میگردند. سایر مشخصات سلول های هیبریدی عبارت است از: دارای شکل مربع با گوشه های گرد و به ابعاد ۴/۱۰ * ۴/۱۰ میلیمتر و ۵/۱۲ * ۵/۱۲ میلیمتر و با ضخامت ۲/۰ میلیمتر با ظاهری یکپارچه و رنگ آبی تیره مایل به مشکی.

یادآوری این نکته لازم میباشد که سلول های کریستالی عموما در سیستم های متصل به شبکه مورد استفاده قرار میگیرند و سلول های فیلم نازک بعلت ابعاد بزرگتر و توان یکسان در سیستمهای مستقل از شبکه در توان های نه چندان بالاکاربرد بیشتری دارند.

۱) Monocrystalline

۲) با استفاده از نیترید سیلیکون یا دی اکسید تیتانیوم لایه ای بر روی سل ایجاد میگردد تا مقدار بسیار کمی از تابش خورشیدی در برخورد با سل منعکس گردیده و بیشترین مقدار تابش به داخل سلول نفوذ نماید. به این لایه اصطلاحا پوشش ضد انعکاس یا بصورت مخفف AR میگویند.

۳) Polycrystalline

۴) CIS

۵) CdTe

۶) HIT

پانل های سولار با رنگ های متفاوت

در این چند ساله اخیر ، هر وقت طرحی با تجهیزات و ادوات خورشیدی  و به جهت تامین انرژی مورد نیاز واحد مسکونی ، ویلائی و یا خدماتی تهیه می شد و با نرم افزار های گرافیکی ، بخش سقف و یا نمای ساختمان مربوطه را با پانل های سولار پوشش می دادیم تا کارفرما و یا سفارش دهنده به عینه واقعیت ظاهری پروژه را دریابد ، تقریبأ قریب به اتفاق بینندگان از پوشش آبی تیره و یا نوک مدادی حاصل از تجمع چیدمان پانل های سولار که در نگاه کلی  ، رنگ قالب مکان نصب را پوشش می داد ، بشدت دلخور و ناراضی بودند و چه بسا که بعلت تعدیل و اصلاح این ظاهر تیره ، تغییرات عمده ای در اصل پروژه ایجاد می گردید.

شرکت کانادائی بنام QSOLAR که از تولید کنندگان پانل های سولار میباشد در طرحی مبتکرانه و بخاطر رهائی از این ظاهر تیره رنگ پانل های سولار ، پانل هایی با رنگ های قرمز ، سبز ، آبی ، صورتی و خاکستری تولید نموده که باعث ایجاد جذابیت و زیبائی در استفاده انبوه و چیدمان پانل های خورشیدی گردیده است.

چنانچه در تصویر نیز مشخص است ، این پانل ها که با حفظ مختصات کارائی اصلی خود ، رنگ های جذاب و شادی را بخود گرفته اند ، باعث افزایش قدرت مانور طراحان سیستم های خورشیدی از یک طرف و رفع نگرانی های روزافزون مهندسان و مدیران شهری از سوی دیگرگردیده است. چنانچه اخیرآ و در مقاله ای علمی- تحقیقاتی ، یکی از اساتید دانشگاه استانفورد ، نسبت به تمایل و کشش رنگ های قالب شهری به تیرگی حاصل از افزایش کاربرد تجهیزات خورشیدی در بعضی نقاط جهان و تاثیر این تیرگی بر روحیه جوامع ساکن در آن مناطق و در نهایت لزوم ایجاد تغییر در این رنگ ها هشدار داده بود.

دانشمندان امیدوار هستند که ابتکار اخیر شرکت کانادائی باعث تسریع در تغییرات مثبت دیگری در این فناوری- فتو ولتائیک-  تخصصی ، مفید فایده جهت جامعه جهانی و در نهایت بسیار کارآمد در کمترین بازه زمانی ممکن گردد.

شرکت توسعه سازه های خورشیدی پارس سولار نیز امید دارد که روز به روز شاهد رشد بیشتر و افزونتر ادوات و تجهیزات خورشیدی بوده تا این تکنولوژی هر چه بیشتر در خدمت آمال و اهداف انسانی قرارگیرد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.