آلية تصنيع الخلايا الشمسية، تعتبر الخلايا الشمسية من إحدى أهم مكونات النظام الشمسي، حيث تعمل على عملية تحويل أشعة ضوء الشمس الساقطة إلى طاقة كهربائية.
حيث تمتص الخلايا الشمسية ضوء أشعة الشمس ومن ثم تحويلها إلى كهرباء على شكل تيار مستمر عن طريق التأثير الفوتوضوئي، كما تؤثر درجة الحرارة بالارتفاع والانخفاض في إنتاجيتها.
اقرأ أيضاً
أنواع الخلايا الشمسية حسب التصنيع
- خلايا السيليكون آحادي التبلور (Monocrystalline)
تتميز بمظهرها المتناسق الذي يدل على نقاء كريستالات السيليكون ولونها الداكن مائل للأزرق الغامق.
وهي عبارة عن سبائك سيليكون تم تقطيعها إلى شرائح، وتتراوح سماكتها بين (0.3 – 0.14) ملم وعمرها الافتراضي كبير، وتأتي بضمان 25 عاماً أو أكثر، وتعد من أغلى الأنواع ثمناً.
- خلايا السيليكون متعدد التبلور (Polycrystalline)
يطلق عليها أيضاً بخلايا متعددة الكريستالات، والفرق بينها وبين الأحادية واضح جداً من حيث المظهر، حيث تكون فيها الخلايا عبارة عن مربعات متراصة، وتتميز بانخفاض ثمنها بشكل طفيف مقارنة بالألواح الشمسية الأحادية.
ولكن كفاءتها تكون أقل من الخلايا الأحادية، حيث تتراوح بين (13-17.5)%، وهذه النسبة في الزيادة حيث ظهرت خلال الفترات الأخيرة ألوح شمسية أحادية ومتعددة التبلور بكفاءة تتراوح بين 21% إلى 22.8%.
- خلايا شمسية فلمية عديمة التبلور (Thin film)
تكون على شكل رقائق وانسيابية وتأخذ شكل السطح الذي يتم تثبيته عليه، وما يميزها بخفة الوزن والمرونة، حيث يمكن ثنيها بسهولة مع إمكانية تشكيلها بأشكال مختلفة، ومن سيئاتها أنها تعد أقل كفاءة من مثيلاتها بنفس المساحة مع الأنواع الأخرى.
آلية تصنيع الخلايا الشمسية
تصنع الخلايا الشمسية في الأساس من مادة السيليكون، وتبدأ عملية تصنيعها بالسيليكون شديد النقاوة، وبعد ذلك يسخن هذا السيليكون إلى درجة الانصهار.
بعدها يضاف إليه عنصر البورون إليه لتكوين شبه الموصل الموجب (P-type) والذي يحمل الشحنة الموجبة، ثم بعد ذلك يتم تشكيلها بصورة كتل باستخدام الصب أو الطرق ثم تقطع هذه الكتل إلى شرائح رقيقة باستخدام القاطعات السلكية الدقيقة.
ثم تنظف ووضع الألواح في أفران نشر للفسفور، حيث تنثر مادة الفسفور على أحد أسطح الرقائق لتكوين طبقة من أشباه الموصلات السالبة (N-type).
وترش هذه الرقاقات بطبقات عديدة من المواد الكيميائية التي تساهم في تقليل انعكاسية أشعة الشمس على الخلية، كما تقوم بعض الشركات المصنعة قبل ذلك بجعل سطح الرقاقة أكثر خشونة من أجل تقليل الانعكاس وزيادة المساحة التي تسقط عليها الأشعة.
بعدها يتم طباعة موصلات كهربائية على الجزء السالب (العلوي) من الرقاق ويدهن ظهر الرقاقة بمادة الألمنيوم؛ لزيادة متانة الخلية، وأخيراً تختبر الرقاقات، وتجمع على شكل ألواح شمسية، وتوضع طبقات زجاجية خاصة لحماية الرقاقات ولتقليل نسبة الانعكاس.
المصادر والمراجع
2 تعليقات