آیا تا به حال یک تکه تخته مشکی با چیدمان منظم در حومه شهر دیده اید؟ آنها پنل های خورشیدی هستند. تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته با استفاده از مواد سیلیکونی، یک فناوری نوظهور انرژی تجدیدپذیر است که به عنوان «سلولهای فتوولتائیک» یا «تراشههای خورشیدی» نیز شناخته میشود.
در زمینه توسعه و استفاده شدید از منابع تجدیدپذیر و سایر منابع جدید در عصر جدید، تولید انرژی خورشیدی یک انرژی سبز نسبتاً رایج در کشور من است. تولید برق خورشیدی به دو دسته تولید برق فتوولتائیک و تولید برق فتوترمال تقسیم می شود که رایج ترین آنها تولید برق فتوولتائیک است.
تولید برق فتوولتائیک دارای ویژگیهای «نصب آسان، تعمیر و نگهداری آسان، مصرف انرژی کم و مقیاسپذیری» است، در حالی که تولید انرژی حرارتی خورشیدی محیط را از طریق یک سیستم جمعآوری حرارت متمرکز گرم میکند و سپس از تجهیزات سنتی تولید برق بخار برای تولید برق استفاده میکند. ساختار و اصل کار نسبتاً پیچیده است. در مقایسه، تولید برق فتوولتائیک به طور گسترده آسان تر است.
عملکرد تولید برق فتوولتائیک از پنل های خورشیدی جدایی ناپذیر است. ساختار اصلی پنل های خورشیدی عمدتاً از قطعات الکترونیکی تشکیل شده است. با افزودن کنترلرها، باتری ها و اینورترها به ساختار اصلی، یک سیستم منبع تغذیه خورشیدی شکل می گیرد.
پنل های خورشیدی معمولی اساساً از سیلیکون برای تبدیل انرژی استفاده می کنند که از نظر روش های تولید می توان آن را به سیلیکون مونو کریستال و سیلیسیم پلی کریستال تقسیم کرد. راندمان تبدیل فوتوالکتریک پانل های خورشیدی سیلیکونی تک کریستالی بالاتر از پانل های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی است و هزینه تولید نیز بالا است. راندمان تبدیل پانل های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی کمتر از پانل های خورشیدی سیلیکونی تک کریستالی است، اما هزینه کل تولید نیز کمتر است. .
علاوه بر این، نوع دیگری از پنل خورشیدی به نام پانل خورشیدی سیلیکونی آمورف وجود دارد. روش ساخت آن با پنل های خورشیدی سیلیکونی مونو کریستالی و سیلیکونی پلی کریستالی کاملاً متفاوت است. فرآیند تولید بسیار ساده شده است و همچنین می تواند در شرایط روشنایی ناکافی برق تولید کند. اما راندمان تبدیل آن بسیار پایین است، بنابراین به ندرت از آن استفاده می شود.
به طور خاص، اصل کار پانل خورشیدی این است که فسفر را به لایه بالایی سیلیکون از طریق رابط نیمه هادی دو قطعه سیلیکون تزریق کند تا الکترون های با بار منفی اضافی برای آن فراهم کند. در همان زمان، بور به لایه زیرین اضافه می شود تا بار مثبت مشخصی به دست آید. به این ترتیب میدان الکتریکی در محل اتصال بین لایه های سیلیکونی افزایش می یابد. هنگامی که یک فوتون در نور خورشید به یک الکترون برخورد می کند، میدان الکتریکی الکترون را از محل اتصال دو لایه سیلیکونی بیرون می راند و الکترون ها توسط صفحه رسانای فلزی کناری جمع می شوند. فناوری ای که انرژی نور را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.