سلول خورشیدی برای جمع آوری انرژی الکتریکی استفاده میشود. سلول خورشیدی از طریق فرآیند فتوولتائیک نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل میکند. انواع مختلفی از سلول های خورشیدی وجود دارد که همگی از نیمه هادی ها برای برهم کنش با فوتون های ورودی از خورشید به منظور تولید جریان الکتریکی استفاده می کنند.
سلول‌های خورشیدی از لایه‌هایی از سیلیکون کریستالی ساخته شده‌اند که با یک لایه بسیار سخت و محافظ از شیشه غیر بازتابنده پوشانده شده‌اند. سلول های خورشیدی متصل به هم یک پنل خورشیدی ایجاد می کنند.
سلول خورشیدی (به عنوان سلول فتوولتائیک یا سلول PV نیز شناخته می شود) یک وسیله است که انرژی نور را از طریق اثر فتوولتائیک به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. یک سلول خورشیدی اساساً یک دیود با پیوند p-n است. سلول های خورشیدی شکلی از سلول فوتوالکتریک هستند که ویژگی های الکتریکی آن مانند جریان، ولتاژ، یا مقاومت هنگام قرار گرفتن در معرض نور متفاوت است.
سلول های خورشیدی را می توان برای تشکیل ماژول هایی که معمولاً به عنوان پانل های خورشیدی شناخته می شوند ترکیب کرد. سلول خورشیدی سیلیکونی معمولی می تواند ولتاژ تقریباً 0.5 تا 0.6 ولت تولید کند. این به خودی خود چیز زیادی نیست اما به یاد داشته باشید که این سلول های خورشیدی کوچک هستند. هنگامی که در یک پنل خورشیدی بزرگ ترکیب می شود، می توانند مقادیر قابل توجهی انرژی تجدید پذیر تولید کنند.
نحوه کار سلول خورشیدی
اصل کار سلول خورشیدی بسیار ساده است. نحوه ایجاد جریان الکتریکی به وسیله سلول خورشیدی را میتوان در 4 مرحله زیر توضیح داد.
- یک سلول خورشیدی از دو لایه سیلیکون تشکیل شده است که در هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید، جریان الکتریسیته از آنها عبور می کند.
- یک لایه دارای بار مثبت و لایه دیگر دارای بار منفی است.
- با ورود فوتون ها به لایه ها، انرژی خود را به شکل الکترون به اتم های سیلیکون می دهند.
- هنگامی که فوتون ها به لایه های سیلیکون برخورد می کنند، الکترون ها از محل اتصال بین لایه های مثبت و منفی عبور می کنند و جریان الکتریکی تولید می کنند.
مزایا و معایب سلول خورشیدی
گرچه سلول خورشیدی دارای معایبی است، اما انتظار می‌رود با پیشرفت فناوری، معایب برطرف شود، زیرا با پیشرفت فناوری، هزینه صفحات خورشیدی و همچنین هزینه نصب کاهش می‌یابد. علاوه بر این، دولت تاکید زیادی بر انرژی خورشیدی دارد، بنابراین پس از چند سال ممکن است انتظار داشته باشیم که هر خانه و همچنین هر سیستم الکتریکی از انرژی خورشیدی یا منبع انرژی تجدید پذیر تغذیه شود.
مزایا سلول های خورشیدی:
- باعث ایجاد آلودگی نمیشود.
- طول عمر بالایی دارد.
- هزینه نگهداری ندارد.
معایب سلول های خورشیدی:
- هزینه اولیه بالایی دارد.
- راندمان پایینی دارد.
- در روز ابری نمی تواند انرژی تولید کند.
- در شب انرژی خورشیدی دریافت نمی شود.
