أنواع الخلايا الشمسية - الفصل الأول

تم تطوير الخلايا الشمسية إلى الجيل الثالث، حيث أن الجيل الأول هو خلايا السيليكون أحادية البلورة، والجيل الثاني هو خلايا السيليكون غير المتبلورة وخلايا السيليكون متعددة البلورات، والجيل الثالث هو سيلينيد النحاس والصلب والغاليوم (CIGS) كممثل للخلايا الشمسية المركبة ذات الأغشية الرقيقة.
وفقًا لطريقة تحضير البطارية باستخدام مواد مختلفة، يمكن تقسيم الخلايا الشمسية إلى الفئات التالية.

تنقسم الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون إلى ثلاثة أنواع: خلايا شمسية من السيليكون أحادي البلورة، وخلايا شمسية رقيقة من السيليكون متعدد البلورات، وخلايا شمسية رقيقة من السيليكون غير المتبلور.
تتميز الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة بأعلى كفاءة تحويل للطاقة وأكثر التقنيات نضجًا. تبلغ أعلى كفاءة تحويل في المختبر 23%، بينما تصل في الإنتاج إلى 15%، وهي النسبة التي لا تزال سائدة في التطبيقات واسعة النطاق والإنتاج الصناعي. مع ذلك، ونظرًا لارتفاع تكلفة السيليكون أحادي البلورة، يصعب خفضها بشكل ملحوظ. لذا، ولتوفير مواد السيليكون، يجري تطوير أغشية رقيقة من السيليكون متعدد المنتجات وأغشية رقيقة من السيليكون غير المتبلور كبديل للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة.
تتميز الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات والسيليكون أحادي البلورة بانخفاض تكلفتها، بينما تفوق كفاءتها كفاءة الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون غير المتبلور. وقد بلغت أعلى كفاءة تحويل لها في المختبر 18%، بينما بلغت 10% في الإنتاج الصناعي. لذا، من المتوقع أن تهيمن الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات على سوق الخلايا الشمسية قريباً.
تتميز الخلايا الشمسية المصنوعة من أغشية السيليكون غير المتبلور الرقيقة بانخفاض تكلفتها وخفة وزنها وكفاءة تحويلها العالية وسهولة إنتاجها بكميات كبيرة، ما يمنحها إمكانات هائلة. مع ذلك، فإن انخفاض كفاءة التحويل الكهروضوئي الناتج عن خصائص المادة، بالإضافة إلى عدم استقرارها، يؤثر سلبًا على تطبيقاتها العملية. إذا تمكنا من حل مشكلة الاستقرار وتحسين معدل التحويل، فستكون خلايا السيليكون غير المتبلور الشمسية بلا شكّ الخيار الأمثل لتطوير منتجات الخلايا الشمسية.
(2) الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة متعددة المركبات
مواد الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة متعددة المركبات للأملاح غير العضوية، بما في ذلك مركبات زرنيخيد الغاليوم، وكبريتيد الكادميوم، وكبريتيد الكادميوم، وبطاريات السيلينيوم ذات الأغشية الرقيقة المحصورة بالنحاس.
تتميز خلايا الطاقة الشمسية ذات الأغشية الرقيقة متعددة البلورات المصنوعة من كبريتيد الكادميوم وتيلوريد الكادميوم بكفاءة أعلى من خلايا الطاقة الشمسية ذات الأغشية الرقيقة المصنوعة من السيليكون غير المزود بدبابيس، كما أن تكلفتها أقل من خلايا الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة، ويسهل إنتاجها على نطاق واسع، ولكن نظرًا لسمية الكادميوم العالية، فإنه سيسبب تلوثًا خطيرًا للبيئة، لذا فهو ليس البديل الأمثل لجسم الدبابيس في خلايا الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون.

– نُشر هذا المقال بواسطةمصنع آلات الطلاء بالتفريغقوانغدونغ تشنهوا