سلول های فتوولتائیککه به عنوان سلول های خورشیدی نیز شناخته می شود، به یک بازیگر کلیدی در بخش انرژی های تجدید پذیر تبدیل شده است.این دستگاه ها روش استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید برق را متحول کرده اند.در این مقاله به دنیای شگفت انگیز آن خواهیم پرداختسلول های فتوولتائیکو چگونگی تولید برق را بررسی کنید.
در قلب یک سلول فتوولتائیک یک ماده نیمه رسانا است که معمولاً از سیلیکون ساخته می شود.هنگامی که فوتون های نور خورشید به سطح سلول برخورد می کنند، الکترون های موجود در ماده را تحریک می کنند و باعث می شوند که آنها از اتم ها جدا شوند.این فرآیند اثر فتوولتائیک نامیده می شود.
برای استفاده از این الکترون‌های آزاد شده، باتری‌ها در لایه‌هایی با خواص متفاوت ساخته می‌شوند.لایه بالایی از موادی ساخته شده است که به طور خاص برای جذب نور خورشید طراحی شده اند.در زیر این لایه لایه فعال قرار دارد که از مواد نیمه هادی تشکیل شده است.لایه زیرین که لایه تماس پشتی نام دارد به جمع آوری الکترون ها و انتقال آنها به خارج از سلول کمک می کند.
هنگامی که نور خورشید به لایه بالایی سلول نفوذ می کند، الکترون های موجود در اتم های مواد نیمه هادی را تحریک می کند.سپس این الکترون های برانگیخته می توانند آزادانه در درون ماده حرکت کنند.با این حال، برای تولید الکتریسیته، الکترون ها باید در یک جهت خاص جریان داشته باشند.
این جایی است که میدان الکتریکی درون سلول وارد عمل می شود.مواد نیمه رسانا در لایه فعال با ناخالصی ها دوپ می شود تا عدم تعادل الکترونی ایجاد کند.این باعث ایجاد یک بار مثبت در یک طرف باتری و یک بار منفی در طرف دیگر می شود.مرز بین این دو ناحیه را پیوند pn می گویند.
هنگامی که یک الکترون توسط فوتون برانگیخته می شود و از اتم خود جدا می شود، به طرف دارای بار مثبت سلول جذب می شود.همانطور که به سمت منطقه حرکت می کند، یک "سوراخ" با بار مثبت در جای خود باقی می گذارد.این حرکت الکترون ها و سوراخ ها باعث ایجاد جریان الکتریکی در باتری می شود.
با این حال، در حالت آزاد، الکترون ها نمی توانند برای تامین انرژی دستگاه های خارجی استفاده شوند.برای مهار انرژی آنها، کنتاکت های فلزی در لایه های بالایی و پایینی سلول ها قرار می گیرند.هنگامی که هادی ها به این کنتاکت ها متصل می شوند، الکترون ها از مدار عبور می کنند و جریان الکتریکی ایجاد می کنند.
یک سلول فتوولتائیک تنها مقدار نسبتا کمی برق تولید می کند.بنابراین، چندین سلول به یکدیگر متصل می شوند تا واحد بزرگتری به نام پنل خورشیدی یا ماژول را تشکیل دهند.این پنل ها را می توان به صورت سری یا موازی برای افزایش ولتاژ و جریان خروجی بسته به نیاز سیستم متصل کرد.
هنگامی که برق تولید می شود، می توان از آن برای تامین انرژی دستگاه ها و وسایل مختلف استفاده کرد.در یک سیستم متصل به شبکه، الکتریسیته اضافی تولید شده توسط صفحات خورشیدی می تواند به شبکه بازگردانده شود و نیاز به تولید سوخت فسیلی را جبران کند.در سیستم‌های مستقل، مانند سیستم‌هایی که در مناطق دورافتاده استفاده می‌شوند، برق تولید شده را می‌توان در باتری‌ها برای استفاده بعدی ذخیره کرد.
سلول های فتوولتائیکیک راه حل سبز، پایدار و تجدیدپذیر برای نیازهای انرژی ما ارائه دهد.آنها این پتانسیل را دارند که وابستگی ما به سوخت های فسیلی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند و اثرات زیست محیطی تولید برق را کاهش دهند.همانطور که تکنولوژی به پیشرفت خود ادامه می دهد، ممکن است شاهد آن باشیمسلول های فتوولتائیککارآمدتر و ارزان تر می شوند و آنها را به بخشی جدایی ناپذیر از چشم انداز انرژی آینده ما تبدیل می کند.
زمان ارسال: نوامبر-27-2023