ما هي الخلايا الكهروضوئية؟

عندما يضيء الضوء على خلية ضوئية (PV) - تسمى أيضًا الخلية الشمسية - قد ينعكس هذا الضوء أو يمتص أو يمر مباشرة عبر الخلية. تتكون الخلية الكهروضوئية من مادة شبه موصلة ؛ يعني "شبه" أنه يمكنه توصيل الكهرباء بشكل أفضل من العازل ولكن ليس كذلك موصل جيد مثل المعدن. هناك العديد من مواد أشباه الموصلات المختلفة المستخدمة في الخلايا الكهروضوئية.

كيف تحصل الخلايا الكهروضوئية على الطاقة الكهربائية؟

لا تحتاج الخلايا الكهروضوئية بالضرورة إلى ضوء الشمس لتحويل الضوء إلى طاقة كهربائية، حيث يمكنها أيضًا تحويل مصدر اصطناعي للضوء إلى طاقة كهربائية، وتشمل الخطوات المتضمنة في إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الخلايا الكهروضوئية ما يلي: [١] يتم امتصاص الضوء بواسطة إلكترونات المادة (السيليكون عادةً)، مما يؤدي إلى تكوين زوج إلكترون-ثقب (electron-hole).

ما هي المواد الكهروضوئية الشائعة بعد السيليكون؟

يمكن ترسيب كلتا المادتين مباشرة إما على الجزء الأمامي أو الخلفي من سطح الوحدة. CdTe هي ثاني أكثر المواد الكهروضوئية شيوعًا بعد السيليكون ، ويمكن تصنيع خلايا CdTe باستخدام عمليات تصنيع منخفضة التكلفة. في حين أن هذا يجعلها بديلاً فعالاً من حيث التكلفة ، إلا أن كفاءتها لا تزال مرتفعة مثل السيليكون.

كيف تتكون الخلية الكهروضوئية النموذجية؟

تتكون الخلية الكهروضوئية النموذجية من طبقات متعددة من مواد شبه موصلة. الطبقة العليا، المصنوعة من السيليكون، مشبعة بالشوائب لإنشاء وصلة pn. عندما يضرب ضوء الشمس الخلية، تمتص المادة شبه الموصلة الفوتونات، مما يؤدي إلى إزاحة الإلكترونات من ذراتها.

ما هو دور الخلايا الكهروضوئية في توليد الطاقة الشمسية؟

وفي الختام، تعتبر الخلايا الكهروضوئية عنصرا أساسيا في توليد الطاقة الشمسية. ومن خلال تسخير قوة ضوء الشمس، تكون هذه الخلايا قادرة على تحويل الطاقة الضوئية إلى كهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي. ومع تزايد الطلب على الطاقة النظيفة والمتجددة، ستستمر الخلايا الكهروضوئية في لعب دور حاسم في الانتقال إلى مستقبل طاقة أكثر استدامة.

على ماذا تعتمد كمية الكهرباء المنتجة من الخلايا الكهروضوئية؟

تعتمد كمية الكهرباء المنتجة من الخلايا الكهروضوئية على الخصائص (مثل الشدة والأطوال الموجية) للضوء المتاح وخصائص الأداء المتعددة للخلية. من الخصائص المهمة لأشباه الموصلات الكهروضوئية فجوة الحزمة ، والتي تشير إلى الأطوال الموجية للضوء التي يمكن للمادة أن تمتصها وتحولها إلى طاقة كهربائية.