سلول های خورشیدی (Solar Cell) و انواع آنها (ppt) 24 اسلاید کامل

پاورپوینت سلول های خورشیدی (Solar Cell) و انواع آنها 24 اسلاید

سلول خورشیدی (به انگلیسی: solar cell یا photoelectric cell) یا سلول فتوولتائیک (بهانگلیسی: photovoltaic cell)، یک قطعه الکترونیکی حالت جامد است که درصدی از انرژی نور خورشید را، مستقیماً توسط اثر فوتوولتاییک؛ که پدیده ای فیزیکی و شیمیایی است، بهالکتریسیته تبدیل می کند.

توضیحات و بخشی از متن فایل :

سلول های خورشیدی ساخته شده از ویفر های سیلیکون، کاربرد بسیاری دارند. سلول های تکی، برای فراهم کردن توان لازم دستگاه های کوچک تر، مانندماشین حساب الکترونیکی به کار می روند. آرایه های فوتوولتاییک، الکتریسیتهٔ پایدار و تجدیدپذیری را تولید می کنند که عمدتاً در موارد عدم وجود شبکهٔ انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارد. برای مثال می توان به محل های دور از دسترس، مانند ماهواره های مدارگرد، کاوشگرهای فضایی و ساختمان های مخابراتی دور از دسترس اشاره کرد. علاوه بر این استفاده از این نوع انرژی امروزه در محل هایی که شبکهٔ توزیع هم موجود است، به منظور کمک به کم کردن تکیه و فشار بر سوخت های فسیلی و دیگر دشواری های محیط زیست و نیز از دیدگاه اقتصادی مرسوم شده است.

امروزه انسان با پیشرفت هایی که در زمینه های مختلف کرده است، نیازی روزافزون به انرژی پیدا کرده و لذا در پی تامین انرژی مورد نیاز از منابع مختلف تجدید پذیر است.

یکی از این منابع که طی 20 سال اخیر، از آن استفاده می شود، انرژی خورشیدی است.خورشیددر هر ثانیه حدود 1000 ژول انرژی به هر متر مربع از سطحزمین منتقل می کند که با جمع آوری کردن آن می توان انرژی مورد نیاز برای کارهای مختلفی را تامین کرد.

فناوری های ساخت سلول های خورشیدی

در حال حاضر دو فناوری در ساخت سلول های خورشیدی غالب است: فناوری نسل اول و نسل دوم.

فناوری نسل اول بر پایه ویفرهای سیلیکونی با ضخامت 400–300 میکرومتر است که ساختاری بلوری یا چند بلوری دارند که یا از بریدن شمش بدست می آیند یا از روش EFG و با کمک خاصیت مویینگی رشد داده می شوند.

فناوری نسل دوم یا تکنولوژی لایه نازک، براساس لایه نشانی نیمه هادی روی بسترهای شیشه ای، فلزی یا پلیمری، در ضخامت های 5–3 است.

هزینه مواد اولیه در تکنولوژی نسل دوم، پایین تر است و از آن گذشته، اندازه سلول تا 100 برابر بزرگتر از اندازه سلول ساخته شده با تکنولوژی نسل اول است که مزیتی برای تولید انبوهآن محسوب می شود. در عوض بازدهی سلول های نسل اول، که اغلب سلول های بازار را تشکیل می دهند، به دلیل کیفیت بالاتر مواد، از بازدهی سلول های نسل دوم بیشتر است. انتظار می رود اختلاف بازدهی میان سلول های دو نسل با گذشت زمان کمتر شده و تکنولوژی نسل دوم جایگزین نسل اول شود

در سال 1961، Shockley و Queisser با در نظر گرفتن یک سلول خورشیدی پیوندی به شکل یک جسم سیاه با دمای 300 کلوین نشان دادند که بیشترین بازدهی یک سلول خورشیدی صرف نظر از نوع تکنولوژی بکار رفته در آن، 30٪ است که در انرژی شکاف eV1.4 یعنی انرژی شکاف گالیم آرسناید بدست می آید. بنابراین بازدهی سلول های خورشید نسل اول و دوم حتی در بهترین حالت نمی تواند از حوالی 30٪ بیشتر شود. این در حالی است که حد کارنو برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی 95٪ است.^[8] و این مقدار تقریباً سه برابر بیشتر از بازدهی نهایی سلول های نسل اول و دوم است.

بنابراین دستیابی به سلول هایی با بازدهی هایی دو تا سه برابر بازدهی های کنونی، امکان پذیر است. سلول های خورشیدی که دارای چنین بازدهی هایی باشند، نسل سوم سلول های خورشیدی نامیده می شوند. سلول های متوالی، سلول های خورشیدی چاه کوانتومی، سلول های خورشیدی نقطه کوانتومی، سلول های حامل داغ، نسل سوم سلول های خورشیدی را تشکیل می دهند.

انواع سلول های خورشیدی

سلول های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون کریستالی

رایج ترین ماده توده برای سلول خورشیدی سیلیکون کریستالی (c-Si) است ماده توده سیلیکون با توجه به نوع کریستال و اندازه کریستال به چندین بخش تقسیم می شود.

• سیلیکون تک کریستالی (c-Si)
• سیلیکون پلی کریستالی (poly-Si) یا چند کریستالی (mc-Si)

سلول های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون لایه نازک غیر کریستالی

یکی از مزایای این نوع سلولها این می باشد که بر پایه سیلیکون آمورف (a-Si) می باشد

سلول های خورشیدی لایه نازک GaAs

یکی از ضروری ترین موارد که باید در مبدل انرژی فتوولتائیک خورشیدی به کار برود تطبیق گاف انرژی با طیف خورشیدی و داشتن قابلیت تحرک بالا و طول عمر حامل ها می باشد

سلول های خورشیدی مبتنی بر مواد آلی

این سلول در مقایسه با دیگر سلولهای خود بازدهی کمتری دارد و تنها به دلیل هزینه ساخت کمتر و قابلیت انعطاف پذیری برای مصارف غیر صنعتی مناسب می باشد و قابلیت استفاده دارد.

فهرست مطالب:

مقدمه

طیف خورشید و فوتون ها

سلول خورشیدی

گاف نواری مستقیم و غیرمستقیم در نیمه هادی ها

اثر فتوولتایی

بازترکیب

فرآیندهای جذب اپتیکی

انواع سلولهای خورشیدی

سلولهای خورشیدی مبتنی بر سیلیکن کریستالی

سلولهای خورشیدی مبتنی بر سیلیکن لایه نازک غیرکریستالی

سلولهای خورشیدی لایه نازک GaAs

سلولهای خورشیدی مبتنی بر مواد آلی

سلولهای خورشیدی پلیمری

سلولهای خورشیدی مبتنی بر کریستال های مایع

سلولهای خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی

نسل های گوناگون سلولهای خورشیدی

مزایا

معایب