تكوين الألواح الشمسية لنظام توليد الطاقة الشمسية

(1) خلية شمسية أحادية السليكون

تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي للخلايا الشمسية أحادية البلورة السليكونية حوالي 15 بالمائة ، وأعلىها 24 بالمائة. هذه هي أعلى كفاءة تحويل كهروضوئية لجميع أنواع الخلايا الشمسية ، لكن تكلفة الإنتاج مرتفعة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها على نطاق واسع. يتم تعبئة السيليكون أحادي البلورية بشكل عام بالزجاج المقسى والراتنج المقاوم للماء ، لذلك فهو قوي ومتين ، مع عمر خدمة يبلغ 15 عامًا بشكل عام و 25 عامًا على الأكثر.

(2) خلية شمسية متعددة البلورات من السيليكون

تشبه عملية إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من السليكون متعدد الكريستالات تلك الخاصة بالخلايا الشمسية أحادية البلورة السليكونية ، ولكن يجب تقليل كفاءة التحويل الكهروضوئي للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد الكريستالات كثيرًا ، وتبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي حوالي 12 بالمائة (في 1 يوليو 2004 ، Sharp ، اليابان ، أدرجت الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد الكريستالات الأعلى كفاءة في العالم بكفاءة 14.8 بالمائة). من حيث تكلفة الإنتاج ، فهي أرخص من الخلايا الشمسية أحادية البلورية. المواد سهلة التصنيع ، توفر استهلاك الطاقة ، وتكلفة الإنتاج الإجمالية منخفضة ، لذلك تم تطويرها بعدد كبير. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العمر التشغيلي للخلايا الشمسية المصنوعة من السليكون متعدد الكريستالات أقصر من عمر الخلايا الشمسية أحادية البلورات السليكونية. من حيث نسبة سعر الأداء ، تكون الخلايا الشمسية أحادية البلورية أفضل قليلاً.

(3) خلية شمسية من السيليكون غير متبلور

الخلايا الشمسية السليكونية غير المتبلورة هي نوع جديد من الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة التي ظهرت في عام 1976. وهي تختلف تمامًا عن الخلايا الشمسية أحادية البلورية والسيليكون متعددة البلورات في طرق التصنيع. العملية مبسطة إلى حد كبير ، واستهلاك مادة السيليكون صغير ، واستهلاك الطاقة أقل. ميزته الرئيسية هي أنه يمكنه أيضًا توليد الكهرباء في ظروف الإضاءة المنخفضة. ومع ذلك ، فإن المشكلة الرئيسية لخلايا السيليكون الشمسية غير المتبلورة هي انخفاض كفاءة التحويل الكهروضوئي. المستوى المتقدم الدولي حوالي 10 في المائة ، وهو غير مستقر بدرجة كافية. مع تمديد الوقت ، تنخفض كفاءة التحويل.

(4) خلية شمسية مركبة متعددة المكونات

تشير الخلايا الشمسية متعددة المركبات إلى الخلايا الشمسية غير المصنوعة من مواد شبه موصلة أحادية العنصر. هناك العديد من أنواع الأبحاث في مختلف البلدان ، ومعظمها لم يتم تصنيعه ، بما في ذلك بشكل أساسي ما يلي: أ) الخلايا الشمسية لكبريتيد الكادميوم ب) الخلايا الشمسية لزرنيخيد الغاليوم ج) الخلايا الشمسية النحاسية والسيلينيوم النحاسية (تدرج فجوة جديد متعدد المكونات Cu (In ، Ga) Se2 الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة)

Cu (In ، Ga) Se2 هي مادة تمتص الضوء الشمسي بأداء ممتاز. إنها مادة شبه موصلة متعددة العناصر مع فجوة نطاق متدرجة (فرق مستوى الطاقة بين نطاق التوصيل ونطاق التكافؤ) ، والتي يمكن أن توسع نطاق طيف امتصاص الطاقة الشمسية وبالتالي تحسين كفاءة التحويل الكهروضوئي. بناءً عليه ، يمكن تصميم الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة بكفاءة تحويل كهروضوئية أعلى بكثير من الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من السيليكون. معدل التحويل الكهروضوئي الذي يمكن تحقيقه هو 18 بالمائة. بالإضافة إلى ذلك ، لم يتم العثور على تأثير تدهور الأداء (SWE) الناجم عن الإشعاع الضوئي في الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي حوالي 50 إلى 75 في المائة أعلى من تلك الخاصة بالألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة التجارية. إنه أعلى مستوى من كفاءة التحويل الكهروضوئي في العالم بين الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة.