در ساعات روشنایی روز ، جریان های انرژی خورشیدی وارد سطح سیاره می شوند. مدت هاست دانشمندان و مهندسان در مورد نحوه استفاده از آن فهمیده اند. پنل های خورشیدی می توانند انرژی نور روز را تبدیل کنند. اثربخشی آنها هنوز دور از ایده آل نیست ، اما با گذشت زمان به لطف کار متخصصان افزایش می یابد.
دستورالعمل ها
مرحله 1
کار یک سلول خورشیدی بر اساس خصوصیات فیزیکی سلول های نیمه هادی است. فوتون های نور الکترون ها را از شعاع خارجی اتم ها بیرون می کشند. در این حالت تعداد قابل توجهی الکترون آزاد تشکیل می شود. اگر اکنون مدار را ببندید ، جریان الکتریکی از آن عبور می کند. با این حال ، اندازه آن محدود به استفاده از یک یا دو سلول نوری است.
گام 2
به طور معمول ، اجزای منفرد به صورت یک سیستم در می آیند و باتری تشکیل می دهند. چندین باتری از این دست برای تشکیل ماژول استفاده می شود. هرچه سلول های خورشیدی بیشتر به هم متصل شوند ، بازده سیستم فنی بالاتر است. موقعیت باتری خورشیدی نسبت به شار نوری نیز مهم است. مقدار انرژی مستقیماً به زاویه سقوط اشعه خورشید بر روی سلولهای نوری بستگی دارد.
مرحله 3
یکی از اصلی ترین مشخصات عملکردی سلول خورشیدی ضریب عملکرد (COP) است. این به عنوان نتیجه تقسیم انرژی انرژی دریافتی به توان شار نوری که روی سطح کار باتری می افتد ، تعریف می شود. تا به امروز ، بازده سلول های خورشیدی مورد استفاده در عمل بین 10 تا 25 درصد است.
مرحله 4
در پاییز سال 2013 ، اخباری در مطبوعات منتشر شد مبنی بر اینکه مهندسان آلمانی موفق به ایجاد یک سلول نوری آزمایشی شده اند که بازده آن نزدیک به 45 درصد است. برای دستیابی به چنین عملکرد باورنکردنی برای یک آرایه خورشیدی استاندارد ، طراحان مجبور به استفاده از یک طرح فتوسل چهار طبقه بودند. این امکان را فراهم می کند تا تعداد کل اتصالات نیمه هادی مفید افزایش یابد.
مرحله 5
کارشناسان محاسبه کرده اند که در آینده دستیابی به نرخ بهره وری بالاتر ، تا 85٪ کاملاً امکان پذیر است. دلیل عقب افتادن باتری فعلی از مشخصات طراحی چیست؟ تفاوت بین ارقام واقعی و شاخص های احتمالی نظری با خصوصیات مواد مورد استفاده برای ساخت باتری توضیح داده می شود. پانل ها معمولاً از سیلیکون ساخته می شوند که فقط می توانند اشعه مادون قرمز را جذب کنند. اما انرژی اشعه ماورا بنفش تقریباً هرگز استفاده نمی شود.
مرحله 6
یکی از راه های بهبود کارایی سلول های خورشیدی استفاده از ساختارهای چند لایه است. چنین ماژولی شامل چندین لایه نازک ساخته شده از مواد غیر مشابه است. در این حالت ، مواد به گونه ای انتخاب می شوند که از نظر جذب انرژی ، لایه ها با هم مطابقت داشته باشند. از لحاظ تئوری ، چنین "کیک" های چند لایه می توانند تقریباً 90٪ کارآیی داشته باشند.
مرحله 7
جهت امیدوار کننده دیگر توسعه ، استفاده از پانل های ساخته شده از مونو کریستال های سیلیکون است. متأسفانه ، این ماده هنوز بسیار گرانتر از آنالوگهای پلی کریستالی است. بنابراین ، برای افزایش کارایی سلول های خورشیدی ، لازم است که طرح را گران تر کنیم ، که این باعث افزایش دوره بازپرداخت می شود.
