Eguzki-energia sortzeak, energia garbiaren irtenbide nagusi gisa, arreta handia piztu du industriaren aldetik. Interesatzen bazaizu, murgil gaitezen eguzki-zelulen egituran eta lotutako material fotovoltaikoetan.
Eguzki-energia sortzeak, askotan eguzki-zelula gisa ezagutzen denak, eguzki-argia zuzenean elektrizitate bihurtzen du. Eguzki-paneletan, eguzkitik datozen fotoiek elektroiak askatzen dituzte material erdieroaleen lotura atomikoetatik. Elektroi hauek norabide berean mugitzera behartuta daudenean, korronte elektriko bat sortzen dute, eta korronte hori gailu elektronikoak elikatu edo sare elektrikora bidali daiteke.
Alexandre-Edmond Becquerel fisikari frantziarrak 1839an teknologia fotovoltaikoa lehen aldiz teorizatu zuenetik, eguzki-energia sortzea ikerketa-gai nagusia izan da. Gaur egun, AEBetako, Japoniako eta Europako ikerketa-talde handiek beren eguzki-sistemen merkaturatzea bizkortzen ari direnez, industria fotovoltaikoaren nazioarteko merkatua zabaltzen jarraitzen du.
Modulu fotovoltaikoak
Sistema fotovoltaikoetako materialak aldatu egiten diren arren, modulu guztiek hainbat geruza dituzte aurrealdetik atzera. Eguzki-argia lehenik babes-geruza batetik igarotzen da (normalean beira), eta gero kontaktu-geruza garden batetik zelulara sartzen da. Moduluaren erdian xurgatzaile-materiala dago, fotoiak harrapatzen dituena korronte elektrikoa sortzeko. Erabiltzen den erdieroale-material mota sistema fotovoltaikoaren behar espezifikoen araberakoa da.
Xurgatzaile-materialaren azpian atzeko metalezko geruza dago, zirkuitu elektrikoa osatzen duena. Metalezko geruzaren azpian konpositezko film-geruza bat dago, modulua iragazgaitz bihurtzen eta isolatzen duena. Modulu fotovoltaikoek askotan beira, aluminiozko aleazio edo plastikoz egindako babes-geruza gehigarri bat izaten dute.
Material erdieroaleak
Sistema fotovoltaikoetako erdieroale materialak silizioa, film mehe polikristalinoak edo film mehe monokristalinoak izan daitezke. Siliziozko materialen artean silizio monokristalinoa, silizio polikristalinoa eta silizio amorfoa daude. Silizio monokristalinoak, bere egitura erregularrarekin, silizio polikristalinoak baino fotovoltaiko bihurketa-eraginkortasun handiagoa du.
Silizio amorfoan, silizio atomoak ausaz banatzen dira, eta horrek bihurketa-eraginkortasun txikiagoa du silizio monokristalinoarekin alderatuta. Hala ere, silizio amorfoak fotoi gehiago harrapa ditzake, eta germanio edo karbono bezalako elementuekin aleatzeak propietate hori hobetu dezake.
Kobre indio diseleniuroa (CIS), kadmio telururoa (CdTe) eta siliziozko film mehea dira erabilienak film polikristalino meheko materialak. Galio arseniuroa (GaAs) bezalako eraginkortasun handiko materialek askotan silizio monokristalinozko film meheak dituzte. Material hauek aplikazio fotovoltaiko espezifikoetarako hautatzen dira kristalinitatea, banda-tartearen tamaina, xurgapen-gaitasunak eta prozesatzeko erraztasuna bezalako propietate berezietan oinarrituta.
Erdieroaleei eragiten dieten kanpoko faktoreak
Kristal-egitura bateko atomoen antolamenduak erdieroaleen kristalinitatea zehazten du, eta horrek zuzenean eragiten du eguzki-zelulen karga-garraioan, korronte-dentsitatean eta energia-bihurketa-eraginkortasunean. Erdieroaleen banda-tarteak elektroiak egoera lotu batetik egoera aske batera (eroapena ahalbidetuz) mugitzeko behar den gutxieneko energia adierazten du. Banda-tarteak, normalean Eg gisa adierazten denak, balentzia-bandaren (energia baxua) eta eroapen-bandaren (energia altua) arteko energia-diferentzia deskribatzen du.
Xurgapen-koefizienteak uhin-luzera jakin bateko fotoi batek xurgatu aurretik ingurune batean zehar egin dezakeen distantzia kuantifikatzen du. Zelularen materialak eta xurgatutako fotoiaren uhin-luzerak zehazten dute.
Hainbat erdieroale material eta gailu prozesatzearen kostua eta erraztasuna faktore askoren araberakoak dira, besteak beste, erabilitako materialen mota eta eskala, ekoizpen zikloak eta zelularen migrazio ezaugarriak deposizio ganberan. Faktore bakoitzak funtsezko zeregina du energia fotovoltaikoaren sorkuntza behar espezifikoak asetzeko.
