Истеҳсоли нерӯи офтобӣ, ҳамчун як роҳи ҳалли пешбари энергияи тоза, таваҷҷӯҳи назарраси соҳаро ба худ ҷалб кардааст. Агар шумо таваҷҷӯҳ дошта бошед, биёед ба сохтори батареяҳои офтобӣ ва маводҳои марбут ба фотоэлектрикӣ назар андозем.
Истеҳсоли нерӯи офтобӣ, ки аксар вақт ҳамчун батареяҳои офтобӣ номида мешавад, нури офтобро мустақиман ба нерӯи барқ табдил медиҳад. Дар панелҳои офтобӣ, фотонҳо аз офтоб электронҳоро аз пайвандҳои атомии маводҳои нимноқилӣ ҷудо мекунанд. Вақте ки ин электронҳо маҷбур мешаванд, ки дар як самт ҳаракат кунанд, онҳо ҷараёни электрикиро ба вуҷуд меоранд, ки метавонад дастгоҳҳои электрониро фаъол созад ё ба шабакаи барқӣ интиқол дода шавад.
Аз замони назарияи аввалини физики фаронсавӣ Александр-Эдмон Беккерел дар соли 1839 технологияи фотоэлектрикиро пешниҳод кард, истеҳсоли нерӯи офтобӣ мавзӯи асосии таҳқиқот буд. Имрӯз, бо гурӯҳҳои бузурги тадқиқотӣ аз ИМА, Ҷопон ва Аврупо, ки тиҷоратикунонии системаҳои офтобии худро суръат мебахшанд, бозори байналмилалии саноати фотоэлектрикӣ густариш меёбад.
Модулҳои фотоэлектрикӣ
Гарчанде ки маводҳо дар системаҳои фотоэлектрикӣ гуногунанд, ҳамаи модулҳо аз якчанд қабат аз тарафи рӯ ба рӯ то қафо иборатанд. Нури офтоб аввал аз қабати муҳофизатӣ (одатан шиша) мегузарад ва сипас аз қабати шаффофи тамосӣ ба худи ҳуҷайра ворид мешавад. Дар маркази модул маводи ҷаббанда ҷойгир аст, ки фотонҳоро барои тавлиди ҷараёни электрикӣ ҷамъ мекунад. Навъи маводи нимноқилии истифодашуда аз ниёзҳои мушаххаси системаи фотоэлектрикӣ вобаста аст.
Дар зери маводи ҷаббанда қабати металлии қафо ҷойгир аст, ки схемаи барқро пурра мекунад. Дар зери қабати металлӣ қабати плёнкаи композитӣ ҷойгир аст, ки модулро обногузар ва изолятсия мекунад. Модулҳои фотоэлектрикӣ аксар вақт бо қабати иловагии муҳофизатии аз шиша, хӯлаи алюминий ё пластикӣ сохташуда муҷаҳҳаз мебошанд.
Маводҳои нимноқилӣ
Маводҳои нимноқилӣ дар системаҳои фотоэлектрикӣ метавонанд кремний, плёнкаҳои тунуки поликристаллӣ ё плёнкаҳои тунуки монокристаллӣ бошанд. Маводҳои кремний кремнийи монокристаллӣ, кремнийи поликристаллӣ ва кремнийи аморфӣ мебошанд. Силикони монокристаллӣ, бо сохтори муқаррарии худ, нисбат ба кремнийи поликристаллӣ самаранокии табдили фотоэлектрикии баландтар дорад.
Дар кремнийи аморфӣ, атомҳои кремний ба таври тасодуфӣ тақсим шудаанд, ки дар муқоиса бо кремнийи монокристаллӣ самаранокии пасти табдилёбиро ба вуҷуд меоранд. Аммо, кремнийи аморфӣ метавонад фотонҳои бештарро ҷалб кунад ва омехта кардани он бо унсурҳо ба монанди германий ё карбон метавонад ин хосиятро беҳтар кунад.
Дизелениди мис-индий (CIS), теллуриди кадмий (CdTe) ва кремнийи тунук бо плёнкаҳои маъмулан истифодашаванда аз маводҳои тунуки поликристаллӣ мебошанд. Маводҳои баландсифат ба монанди арсениди галлий (GaAs) аксар вақт плёнкаҳои тунуки кремнийи монокристаллиро дар бар мегиранд. Ин маводҳо барои барномаҳои мушаххаси фотоэлектрикӣ дар асоси хосиятҳои беназир, ба монанди кристаллӣ, андозаи фосилаи банд, қобилияти ҷаббида ва осонии коркард интихоб карда мешаванд.
Омилҳои берунае, ки ба нимноқилҳо таъсир мерасонанд
Тартиби атомӣ дар сохтори булӯрӣ кристаллияти маводҳои нимноқилро муайян мекунад, ки мустақиман ба интиқоли заряд, зичии ҷараён ва самаранокии табдили энергияи батареяҳои офтобӣ таъсир мерасонад. Фосилаи банди маводҳои нимноқил ба энергияи ҳадди ақали зарурӣ барои интиқоли электронҳо аз ҳолати баста ба ҳолати озод (интиқолро имкон медиҳад) ишора мекунад. Фосилаи банди, ки одатан ҳамчун Eg ишора карда мешавад, фарқияти энергияро байни банди валентӣ (энергияи паст) ва банди гузаронандагӣ (энергияи баланд) тавсиф мекунад.
Коэффитсиенти ҷаббиш масофаеро, ки фотони дорои дарозии мавҷи мушаххас пеш аз ҷаббиш метавонад аз муҳит гузарад, муайян мекунад. Он аз рӯи маводи ҳуҷайра ва дарозии мавҷи фотони ҷаббидашуда муайян карда мешавад.
Арзиш ва осонии коркарди маводҳо ва дастгоҳҳои гуногуни нимноқил аз омилҳои сершумор, аз ҷумла намуд ва миқёси маводҳои истифодашуда, давраҳои истеҳсолӣ ва хусусиятҳои муҳоҷирати ҳуҷайра дар камераи таҳшинкунӣ вобаста аст. Ҳар як омил дар қонеъ кардани ниёзҳои мушаххаси истеҳсоли фотоэлектрикӣ нақши муҳим мебозад.
