Energija sunčeve svjetlosti može se izravno pretvoriti u električnu energiju korištenjem solarnih fotonaponskih ćelija, poznatih i kao fotonaponske ćelije. Solarne ćelije se kombiniraju na specifične načine kako bi tvorile fotonaponske module, koji su dizajnirani da zadovolje određene zahtjeve primjene u smislu nazivne izlazne snage i izlaznog napona. Veličine nizova koji čine solarni modul mogu se uvelike razlikovati, ovisno o dimenzijama fotonaponske elektrane.
Napredni postupci vakuumskog laminiranja i pulsnog zavarivanja jamče dugi vijek trajanja fotonaponskih modula, koji koriste visokoučinkovite monokristalne ili polikristalne silicijske fotonaponske ćelije, kaljeno staklo visoke propusnosti i okvir od aluminijske legure otporne na koroziju, između ostalih materijala.
Možete li mi reći koje su vrste solarnih ćelija?
1. Solarne ćelije s homogenim spojem, solarne ćelije s heterogenim spojem i Schottky solarne ćelije su sve moguće klasifikacije na temelju strukture.
2. Solarne ćelije izrađene od različitih materijala mogu se kategorizirati u mnogo vrsta, uključujući silicijeve, organske spojeve, plastiku, senzibilizirane nanokristalne ćelije, anorganske spojeve, poluvodičke ćelije i organske spojeve.
3. Mogu se kategorizirati u konvencionalne solarne ćelije i eksitonske solarne ćelije na temelju metode fotoelektrične pretvorbe.
Prema kategorizaciji vrsta, postoje četiri vrste fotonaponskih ćelija: amorfni silicij, polikristalni silicij, bakreno-indijev selenid, galijev arsenid i monokristalni silicij.
Solarne ćelije izrađene od monokristalnog silicija
Najnovija inovacija u tehnologiji fotonaponskih ćelija, monokristalne silicijeve ćelije, nude najbolju kombinaciju veličine, učinkovitosti i dugovječnosti. Prosječna učinkovitost pretvorbe monokristalnih silicijskih fotonaponskih ćelija u Kini dosegla je 16,5%, s maksimalnom laboratorijskom učinkovitošću većom od 24,7%. Sirovine za ove solarne ćelije obično su silicijske šipke s razinom čistoće od 99,9999% i visokim stupnjem monokristalnog silicija.
Prozirne silicijske fotonaponske ćelije
Jedna vrsta solarne ćelije je polikristalna silicijeva fotonaponska ćelija. Troškovi proizvodnje drastično su smanjeni kao rezultat zamjene polikristalnog silicijevog materijala postupkom izvlačenja monokristalnog silicija, što je drastično smanjilo vrijeme proizvodnje. Smanjena stopa iskorištenosti ravnine nakon izgradnje fotonaponskog modula posljedica je kružnih fotonaponskih ćelija izgrađenih od monokristalnih silicijskih šipki i činjenice da su i šipke i ćelije cilindrične. Postoji prednost korištenja polikristalnih silicijskih fotonaponskih ćelija u odnosu na korištenje monokristalnih silicijskih ćelija.
Amorfne solarne ćelije od silicija
Nova vrsta tankoslojne ćelije proizvedene od amorfnog silicija je amorfna silicijeva fotonaponska ćelija. Poluvodič s amorfnom kristalnom strukturom poznat je kao amorfni silicij. Može proizvoditi solarne ćelije debljine samo 1 mikrona, što je usporedivo s 300 nm monokristalnim silicijskim ćelijama. U usporedbi s polikristalnim i monokristalnim silicijem, ima znatno jednostavniju metodu proizvodnje, koristi manje silicijskog materijala i ima znatno nižu potrošnju energije po jedinici.
Fotonaponske ćelije izrađene od bakra, indija i selenida
Poluvodički film nanosi se na staklo ili druge jeftine podloge za izradu bakreno-indijsko-selenskih solarnih ćelija. Glavni sastojci koji se koriste su složeni poluvodiči bakra, indija i selena. Debljina filma od samo približno l/100 potrebna je za monokristalne silicijske fotonaponske ćelije zbog izvrsne sposobnosti apsorpcije svjetlosti bakreno-indijsko-selenskih baterija.
Solarne ćelije na bazi galij arsenida
Inovativni tankoslojni materijal za baterije, amorfne silicijeve fotonaponske ćelije, koriste amorfni silicij kao primarni građevni blok. Poluvodič s amorfnom kristalnom strukturom poznat je kao amorfni silicij. Može proizvesti solarne ćelije debljine samo 1 mikrona, što je usporedivo s 300 nm monokristalnim silicijskim ćelijama. Postoji značajno smanjenje potrošnje energije jedinice i pojednostavljenje proizvodnog procesa u usporedbi s alternativama koje koriste polikristalni ili monokristalni silicij.
Fotonaponske polimerne ćelije
Analogni višeslojni kompozit anorganskom PN spoju unidirekcionalnog vodljivog uređaja, polimerna fotonaponska ćelija koristi redoks polimere s različitim redoks potencijalima.
Prednosti i nedostaci korištenja fotonaponskih ćelija
Prednosti:Ne postoji rizik od iscrpljivanja, u biti ne zagađuje okoliš, ne ovisi o geografskoj rasprostranjenosti resursa, može se proizvoditi u blizini elektrane, ima visoku energetsku kvalitetu, korisnici ga lako emocionalno prihvaćaju, osigurava energiju u kratkom vremenskom razdoblju, a sustav opskrbe energijom ima dobru reputaciju pouzdanosti.
Negativni aspekti:Osim visokih troškova izgradnje i male gustoće raspodjele energije ozračivanja, četiri godišnja doba, dan/noć, oblačno/sunčano i druge klimatske varijable imaju ulogu u prikupljenoj energiji.
