كيف تعمل الخلايا الشمسية؟

تعتبر الخلايا الشمسية واحدة من أهم ابتكارات العصر الحديث في مجال الطاقة المتجددة، حيث تمثل حلاً مستدامًا لتوليد الكهرباء بكفاءة وبيئيّة. تتيح هذه الخلايا للشمس اللعب دورًا أساسيًا في تزويدنا بالكهرباء وتقليل اعتمادنا على مصادر الطاقة الأحفورية. في هذا المقال، سنلقي نظرة دقيقة على كيفية عمل الخلايا الشمسية وعمليات تحويل الضوء إلى كهرباء.

كيف يتم توصيل الخلايا الشمسية بالحمل الكهربائي؟

عند توصيل الخلايا الشمسية بالحمل الكهربائي، فإن الإلكترونات الموجودة في طبقة الــ (N-Type) تبدأ في التحرك عبر أسلاك نحاسية موصلة مع القطب السالب إلى الحمل المراد تشغيله أو أي شيء آخر، وتتجه إلى القطب الموجب (P-Type)؛ نتيجة لوجود الفجوات. كل خلية شمسية لديها القدرة على إنتاج كمية محدودة من الكهرباء.

ما هي الخلايا الشمسية الغير متبلورة؟

خلايا شمسية غير متبلورة: وفيها مادة السيليكون تترسب على هيئة طبقات رفيعة علي أسطح من الزجاج أو البلاستيك لذلك فإن تصنيع هذه الخلايا يتم بتقنية سهلة ولكن كفاءتها أقل من 3 إلى 6% وأسعارها أيضا أقل. وهي مناسبة لتطبيقات من 40 وات إلى ما أقل وكفاءته وتكلفته أقل من الأنواع المذكورة.

ما هي مميزات الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون؟

توفر الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون حاليًا مزيجًا من الكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة والعمر الطويل. ومن المتوقع أن تستمر الوحدات لمدة 25 عامًا أو أكثر، ولا تزال تنتج أكثر من 80% من كفاءتها الأصلية بعد هذا الوقت.

ما هي الخلايا الشمسية ذات النقاط الكمومية؟

تقوم الخلايا الشمسية ذات النقاط الكمومية بتوصيل الكهرباء من خلال جزيئات صغيرة من مواد شبه موصلة مختلفة يبلغ عرضها بضعة نانومترات فقط، تسمى النقاط الكمومية. توفر النقاط الكمومية طريقة جديدة لمعالجة المواد شبه الموصلة، ولكن من الصعب إنشاء اتصال كهربائي بينها، لذا فهي ليست فعالة حاليًا. ومع ذلك، فمن السهل تحويلها إلى خلايا شمسية.

ما هي الخلايا الشمسية المتعددة الوصلات؟

أثبتت الخلايا الشمسية متعددة الوصلات كفاءة أعلى من 45%، لكنها مكلفة ويصعب تصنيعها، لذا فهي مخصصة لاستكشاف الفضاء. يعمل التركيز الكهروضوئي، المعروف أيضًا باسم CPV، على تركيز ضوء الشمس على خلية شمسية باستخدام مرآة أو عدسة. من خلال تركيز ضوء الشمس على منطقة صغيرة، هناك حاجة إلى كمية أقل من المواد الكهروضوئية.