FOTOVOLTAIK HÜCRELER

GİRİŞ


Fotovoltaik Hücre, Solar Enerjisi dönüşümünü yaparak elektrik üreten bir modülün kalbidir. Bugün fotovoltaik sistemler olarak kullandığımız tek şey, 1905 yılında Max Planck Black Body radyasyon Teorisi'ne dayanan Albert Einstein makalesine borçlu.

Ancak ilk denemede fotovoltaik etki, bir araştırma olarak tanımlanmıştır; fakat bugün daha verimli fotovoltaik sistemlerle ilgileniyoruz ve bu sistemler endüstriye ve daha sonra da işe yönelik rutin bir fikir olarak kullanılıyor.

Bugünlerde çevre krizi göz önünde bulundurulması halinde, bizi solar enerjisinden elektriğe istikrarlı ve uygulanabilir enerjiye iten gelen bir durum daha önemli. Bu nedenle, modülün en önemli bölümü yeni araştırma hattı olarak daha verimli ancak uygulanabilir fotovoltaik hücre de güçlendirilir.

Verimli gelişimin üç ana yönü vardır:

Her bir öğenin hücre performansı iyileştirmesinde payı vardır.

MALZEMELER


Yarı iletken olarak kullanılabilecek farklı malzemeler vardır:


Malzemelerin artılarını ve eksilerini gösteren bazı faktörler vardır:


Mevcut pazar, silikonu ucuz hammadde olması nedeniyle favori olarak kabul etti. Yeryüzü kıvrımındaki silikon bolluğu (şekil 1) neden ucuz olduğunu gösteriyor. Bununla birlikte, diğer bazı malzemeler daha verimli yarı iletkenler sağlar, ancak genel yarı iletken uygulamaları Silikon tabanından çıkar.


Geri dönüşüm çevresel etki olarak önemliyse toksisite başka bir parametre olabilir; yakın gelecekte önemli bir parametre öğesi gibi görünüyor ve neyse ki Silicone toksik olmayan bir malzemedir.


YAPILAR

İkinci madde, üç ana yönde kategorize edilen Semiconductor Crystal yapıdır:


Semikondüktörler'deki rolünü ve yapısını daha iyi anlamak için eğitime geri dönelim. Fizik alanında yarı iletkenin alanında iki önemli faktör vardır:


Temel olarak, yarı iletken tam iletkenlik değil, tam yalıtkan değil ve kısaca element atomundaki son dış kabuk elektronlarının sayısına bağlıdır. Ardından, en son dış kabukta 8 maksimum olasılığın 4 elektronu Semikondüktör taban malzemesi sağlar. Bu nedenle, 14 numaralı kolon (şekil 2) uygun bir seçim olacaktır ve aralarındaki Silikon (si) hedefimizdir.

Şimdi, Semikondüktör üssünü (si) futbol sahası olarak kabul edin. Artık oyunculara ve topa ihtiyacın var. Top Elektron olabilir ve her iki taraftan oyuncular Silikon’a bürünüp atlatan başka malzemeler (Boron ve Fosfor) olabilir. Şimdi Saha (si), Top (Electron), takım+ (Boron Katkısı) ve Takım – (Fosfor Dopingi) var ve hakem tarafından Solar Işımı'nın rolünü hakem düdüğü ile başlatması gerekiyor. Ekip üyelerinin daha iyi düzenlenmesi ve daha iyi oyun oynaması kazanana daha fazla fırsat sunuyor. Bu, fotovoltaik hücrelerin farklı karakterini oluşturan Semikondüktör yapısıdır.

Temel olarak, fiziksel özelliklerin % 50'si madde çeşitliliğinden gelir ve % 50'si ise Yapı olarak adlandırılan maddenin atom ve molekül dizilişine bağlıdır. Sertlik, esneklik, iletkenlik, yalıtım gibi bazı fiziksel özellikler, madde atomunu ve molekül düzenini temsil eden element atomuna ve molekül yapısına bağlıdır.


Daha düzenli düzenleme Monokristalin olarak adlandırılır, daha az düzenlilik Polikristalini temsil eder ve rastgele kristalizasyon Amorf olarak adlandırılır.


İki önemli Enerji Üretimi özelliği vardır:


Ancak daha fazla üretim, daha fazla Enerji üretim kabiliyetini gösterirken daha az enerji kaybı, daha verimli yapıyı temsil eder. Yani 1 Wh saf Elektrik ancak 0,5 Wh ısı üretebilen bir hücre varsayalım, o zaman işlem sonunda 0,5 Wh Elektrik elde edeceğiz. Bu nedenle, hem daha fazla enerji üreten hem de daha az enerji kaybı bizi daha verimli sisteme yönlendirir. Elbette, bir sistem çalışırken, enerji kaybı kaçınılmazdır ancak enerji kaybının kontrol edilmesi daha verimli bir sistem sağlar.

Örnek olarak, yakıtın kimyasal enerjisini tekerlek hareketine dönüştürerek hareket eden bir araba varsayalım. Hiçbir vücut, tüm enerjinin tekerlek hareketine dönüşmesini bekleyemez; Çünkü motor olarak farklı parçalar hareket etmeli ve kuvveti tekerleğe aktarmalıdır. Daha sonra, makul bir şekilde enerji kaybı ısıya dönüştürülür. Işık enerjisinin elektriğe dönüşümü ile Fotovoltaik hücrelerin çalışma prensibi aynıdır.

Diğer bir parametre de Kristal bozunmasıdır. Nitekim daha mükemmel hücre kristali daha uzun sürede daha fazla elektrik sağlar, ancak dünyadaki her madde gibi hücre kristalinin uzun ömürlü olması ve çalışma sırasında yavaş yavaş mükemmel ilk kristal yapısı bozulur ve ardından hücre verimliliği düşer.

Bir sonraki sefer fotovoltaik hücrelerle ilgileniyorsanız, gerilim ve akımın (IV eğrisi) yanında verimliliği, ısı kaybını ve bozulmayı dikkate alınız.

FOTOVOLTAIK HÜCRE TEKNOLOJILERI

Yukarı bahsedilenlere göre, daha verimli hücre şu anlama gelir:


Daha fazla Güç üretme şu şekilde gerçekleştirilebilir:


Daha iyi hücre kristalleşmesi sayesinde daha az bozulma sağlanır.
Hedeflerin her biri belirli bir teknolojinin sonucu olabilir ve burada en ünlü olan hakkında pratik ve basit bir şekilde konuşuyoruz.

İki tip Tek Kristal yapılı ve Çok Kristal yapılı silikon standart hücreler rutin fotovoltaik hücrelerin tabanıdır. Temelde, Çok Kristalli’ye kıyasla neredeyse %1 daha fazla verimliliğe sahip Tek Kristalli hücreleri standart hücrelerin en iyi türüdür ancak Çok Kristalli’lerin daha ucuz fiyatı onu en çok tercih edilmesini sağladı. Elbette, Çok Kristali’nin bozulması Tek Kristalli’den de fazladır.

Bu nedenle, Çok Kristalli’nin ilk yatırımı Tek Kristalli'dan daha ucuz ama Tek Kristalli'ın daha az bozulması ve daha uzun ömrü yatırımcılar için daha fazla Elektrik üretir. Elbette, farklı üreticiler kataloglarda farklı sayılar sağlar ve kesin olarak her durumda yargılayıcı olmalıdır, ancak genel bir kavram olarak bu hususu aklınızda tutabilirsiniz. Normalde, pazardaki bilinen hücreler 156 x 156 mm (6 inç) olup, teknolojilerle geliştirilen minimum verimlilik olarak %14'dir. Daha sonra, farklı teknolojiler standart Silikon hücreleri manipüle etmeye ve daha iyi sonuçlar elde etmeye çalışır ancak bugün %20 verimlilik kuralı olarak bilinmektedir.

Temel olarak, manipülasyon için birkaç ana yöntem vardır:

HETEROJUNCTION SILIKON HÜCRE VE DAHA AZ ISI ÜRETME (HJT, HIT)



DAHA RADYASYONSUZ ENERJİ TASARRUFU VE DAHA FAZLA IŞIK ENERJİSİ DÖNÜŞTÜRME (PERK)


DAHA KÜÇÜK HÜCRE YÜZEYİ VE DAHA AZ ISI ÜRETİMİ (YARIM KESİLMİŞ HÜCRE, İŞLENMİŞ)




ÇİFT TARAFLI HÜCRE OLARAK DAHA FAZLA DÖNÜŞTÜRME HÜCRESİ ALANI (BIFACIAL, HDT)



ÖZET

En iyi teknoloji hakkında kesin konuşmak imkansızdır; çünkü verimlilik, daha iyi Fotovoltaik sistemi tanımlayan tek öğe değildir. Proje koşulları, ilk yatırım, Dizinin Alanı ve ardından bizi fizibilite çalışmasına götüren simülasyonun yanı sıra teknik şartnamenin gözden geçirilmesi, hangi teknolojinin sizin için daha iyi olduğunu gösterir.

AFSHIN BAKHTIARI

AE Solar Kıdemli Mühendisi



Leave a Reply

Your email address will not be published.


Comment


Name

Email

Url


Subscribe to receive discounts and updated pricing first!