سلولهای خورشیدی

سلولهای خورشیدی

کریستال سیلیکون سی-اس آی
سی-اس آی، اصلی‌ترین ماده تجاری در تولید سلولهای خورشیدی است و به اشکال مختلفی استفاده می شود: سیلیکون های تک کریستالی ، سیلیکون های چند کریستالی و سیلیکون لایه نازک .تکنیکهای مرسوم برای تولید کریستالین سیلیکون شامل : روش چوکرالسکی، روش محدوده شناور و روشهای دیگری نظیر ریخته‌گری می باشد. زدودن ناخالصیها از سیلیکون اهمیت بسیاری دارد. این عمل با کمک تکنیکهایی چون منفعل سازی سطح ( با تابش هیدروژن به یک سطح ) و گترینگ ( یک روش شیمیایی که با را از سیلیکون بیرون می کشد ) صورت می پذیرد .با اینکه سلولهای خورشیدی با سیلیکون کریستالی ، از سال 1954 وجود داشته اند ، ابتکاری جدید رو به گسترش دارد . سلولهای جدیدی همچون ( ای دبلیو تی ) ، ( سیس ) از این دسته اختراعات نو هستند .
سلولهای خورشیدی با لایه نازک
این نوع سلولها از لایه های بسیار نازک مواد نیمه هادی استفاده می کنند که ضخامت آنها چند میکرومتر است. این لایه روی یک صفحه نگاه دارنده که از مواد ارزان مانند شیشه ، پلاستیک یا فولاد زنگ زن ساخته شده ، قرار می گیرد. نیمه هادی‌های بکاررفته در لایه های نازک عبارتند از : سیلیکون بی شکل ( آمورف ) ( آ-س آی) ، سی آی اس و تلورید کادمیم ( سی دی-تی ای ) . سیلیکون آمورف ، ساختار کریستالی مشخص ندارد و تدریجاٌ با قرار گرفتن در برابر نور از بین رفته وکیفیت ابتدایی خود را از دست می دهد. منفعل سازی به کمک هیدروژن می تواند این اثر را کاهش دهد . از آنجائی که مقدار مواد نیمه هادی بکار رفته در لایه نازک بسیار کمتر از سلولهای پی وی معمول است، هزینه تولید سلولهای نازک نیز به میزان قابل ملاحظه‌ای کمتر از سلولهای خورشیدی سیلیکون کریستال است .
فن آوریهای گروه سه و پنج
این فن‌آوریهای فتوولتائیک که بر اساس عناصر شیمیایی گروه‌های سه و پنج جدول تناوبی ایجاد شده اند، بازده تبدیل انرژی بسیار بالایی را چه در نور عادی و چه در نور متمرکز شده، از خود نشان می دهند. سلولهای تک کریستالی این دسته معمولاٌ از آرسنید گالیم ساخته می شود. آرسنید گالیم می تواند همراه با عناصری مانند ایندیم ، فسفر و آلومینیوم ، تشکیل آلیاژهای نیمه رسانایی بدهد که با مقادیر مختلف انرژی نور خورشید کار می‌کنند .
تجهیزات چند تایی با بهره وری بالا
در این روش، سلولهای خورشیدی تکی بر روی همدیگر قرار می گیرند تا میزان دریافت و تیدیل انرژی خورشیدی بیشینه شود. لایه بالایی بیشترین مقدارا انرژی را از نور دریافت کرده و مابقی را عبور می‌دهد تا جذب لایه های بعدی بشوند. بیشتر فعالیتهای این زمینه از آرسنید گالیم و آلیاژهای آن استفاده می کند. همچنین از سیلیکون آمورف ، سی آی اس و فسفید ایندیم گالیم نیز بهره گرفته می شود . با وجود آنکه سلولهای متشکل از دو بخش ساخته شده است، اما بیشترین توجه به سلولهای با سه اتصال و چهار اتصال است. در این انواع ، موادی چون ژرمانیم که کمترین میزان انرژی نور را نیز دریافت می کند، در پایین‌ترین لایه استفاده می شود .