-
0
سبد خرید
محصول تعداد 0 (ریال)جمع کل
باتری خورشیدی
باتری خورشیدی
باتری خورشیدی در مورد باتری های خورشیدی چه می دانید؟ اولین باتری خورشیدی در سال 1954 میلادی با استفاده سیلسیوم که یک ماده نیمه رسانا می باشد ساخته شد. که باتری های خورشیدی ابزارهایی الکترونیکی هستند که جریان و ولتاژ الکتریکی را مستقیما از نور یا فوتون، تولید می کنند.
چون این باتری ها جرم کمی دارند و در ضمن هیچ بخش متحرک مکانیکی ندارند، دانشمندان و مهندسان بلافاصله برای تأمین انرژی ماهواره ها از آن استفاده کردند. نخستین ماهواره آمریکایی در فضا به باتریهای خورشیدی از جنس سیلیسیوم مجهز شد. و امروزه هم سلول فوتو ولتایی سیلیسیومی هنوز منبع قدرت همه سفینه های فضایی هستند.
برای تهیه باتری خورشیدی اولیه از تک بلور سیلسیوم بر روی صفحات تخت استفاده شد. که البته این روش برای مصارف عمومی و تولید انرژی در مقیاس بزرگ بسیار گران بود و به هیچ عنوان بهینه نبود چون پالایش شن و خالص سازی Si برای تهیه باتری های خورشیدی بسیار پرهزینه بود از همین رو جهت کاهش هزینه ساخت، استفاده از عدسی بزرگ و ارزان قیمت فرنل برای تمرکز نور روی سلول های کوچک بود.
استفاده از مواد در باتری خورشیدی
طرح بسیار نوید بخش دیگری برای سلول فوتو ولتایی ، کاربرد ورقه های فیلمهای بسیار نازکی است که روی مواد نظیر شیشه یا فولاد زنگ نزن نشانده می شوند. سه ماده که به صورت ورقه های نازک (به ضخامت تقریبی 1 تا 3 میکرومتر) نتایج فوتوولتایی خوبی بدست داده اند. عبارتند از: سیلیسیوم هیدروژن دار آدورف، سی اندپوم دی سلیند و کادمیوم تلورید
عملکرد باتری های خورشیدی
با اتصال یک نیمه هادی نوع p به یک نیمه هادی نوع n، الکترون ها از ناحیه n به ناحیه p و حفره ها از ناحیه p به ناحیه n منتقل می شوند. با انتقال هر الکترون به ناحیه p، یک یون مثبت در ناحیه n و با انتقال هر حفره به ناحیه n، یک یون منفی در ناحیه p باقی می ماند. یون های مثبت و منفی میدان الکتریکی داخلی ایجاد می کنند که جهت آن از ناحیه n به ناحیه p است. این میدان با انتقال بیشتر باربرها (الکترون ها و حفره ها)، قوی تر و قویتر شده تا جایی که انتقال خالص باربرها به صفر می رسد. در این شرایط ترازهای فرمی دو ناحیه با یکدیگر هم سطح شده اند و یک میدان الکتریکی داخلی نیز شکل گرفته است.
اگر در چنین شرایطی، نور خورشید به پیوند بتابد، فوتون هایی که انرژی آن ها از انرژی شکاف نیمه هادی بیشتر است، زوج الکترون-حفره تولید کرده و زوج هایی که در ناحیه تهی یا حوالی آن تولید شده اند، شانس زیادی دارند که قبل از بازترکیب، توسط میدان داخلی پیوند از هم جدا شوند.
میدان الکتریکی، الکترون ها را به ناحیه n و حفره ها را به ناحیه p سوق می دهد. به این ترتیب تراکم بار منفی در ناحیه n و تراکم بار مثبت در ناحیه p زیاد می شود. این تراکم بار، به شکل ولتاژی در دو سر پیوند قابل اندازه گیری است. اگر دو سر پیوند با یک سیم، به یکدیگر اتصال کوتاه شود، الکترون های اضافی ناحیه n، از طریق سیم به ناحیه p رفته و جریان اتصال کوتاهی را شکل می دهند. اگر به جای سیم از یک مصرف کننده استفاده شود، عبور جریان از مصرف کننده، به آن انرژی می دهد. به این ترتیب انرژی فوتون های نور خورشید به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
مزیت یا بازده باتری های خورشیدی
باتری خورشیدی معمولا ولتاژهای قله ای تولید می کند که تقریبا معادل دو سوم گاف انرژی نیم رسانا است. گاف انرژی بهینه برابر 1.0 ev و 1.7 ev است. در روز صاف و هنگامی که آفتاب بالای سر است شدت نور خورشید تقریبا برابر 1000 w/m² است. مدول خورشیدی با بازدهی 10% ، در روز آفتابی توانی در حدود 100 ولت تولید می کند. با تابش خورشیدی بدون ابر ، در حد متوسط 6 ساعت در روز ، تعدادی مدول خورشیدی با مساحت 60 متر مربع تقریبا 1000 کیلو وات ساعت برق در هر ماه تولید می کند، این در همان حدود مقدار مصرفی است که در خانواده های کشورهایی مانند ایالات متحده آمریکا دارد.
محصولات مرتبط