پنل خورشیدی از چه چیزی ساخته شده است؟

پنل های خورشیدی معمولاً از سیلیکون یا مواد نیمه هادی دیگری که در یک قاب پانل فلزی با پوشش شیشه ای نصب می شود ساخته می شوند. هنگامی که این ماده در معرض فوتون های نور خورشید (بسته های بسیار کوچک انرژی) قرار می گیرد، الکترون آزاد می کند و بار الکتریکی تولید می کند.

پنل خورشیدی یک نیمه هادی است که زیر یک شیشه غیر انعکاسی نصب شده است تا از انرژی ای که از فوتون های نور خورشید دریافت می شود ولتاژ DC را تولید کند.

انرژی خورشیدی از تابش نور خورشید به زمین می باشد و برای تولید برق، گرمایش آب و هوا و تولید هیدروژن کاربرد دارد. یکی از منابع، انرژی تجدید پذیر است و به صورت پایدار و مداوم از طریق نور خورشید تولید می شود و هیچ گونه آلودگی و آسیب به محیط زیست ندارد و به عنوان تمیز ترین و فراوان ترین منبع انرژی تجدید پذیر شناخته شده است که استفاده از آن باعث کاهش مصرف انرژی فسیلی می شود.

مواد تشکیل دهنده پنل خورشیدی

ماده ی اصلی یک سلول خورشیدی سیلیکون خالص است. برای ساخت سلول های خورشیدی مواد اولیه ی دی اکسید سیلیکون از سنگ کوارتز خرد شده ابتدا در کوره ی قوس الکتریکی قرار می گیرند.

بهترین مواد برای ساخت پنل خورشیدی پنل های خورشیدی تک کریستالی هستند و چون سیلیکون با بالا ترین درجه ساخته می شود

بهترین میزان کارایی را دارد و میزان راندمان آن ها بسیار بالا است. ساختار سیلیکون پلی کریستالی و مونو کریستالی طبقه بندی می شوند و مس یکی از اصلی ترین فلزات مورد استفاده در پنل های خورشیدی می باشند. همچنین نقره یک عنصر اصلی برای ساخت پنل های خورشیدی است.

چون بالا ترین هدایت الکتریکی و حرارتی تمام فلزات را دارد. به همین دلیل در پنل های خورشیدی بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرد. فلز نقره در پنل خورشیدی به خاطر ویژگی های رسانایی بالای حرارت و رسانایی بالای الکتریکی جزء بهترین فلزات برای استفاده در پنل های خورشیدی می باشد و ویژگی دیگری که بسیار مهم است بازتابندگی آن است. رنگ نقره ای بیش ترین بازتابندگی را دارد و این ویژگی باعث می شود که حرارت در یک نقطه جذب نشود. پنل های خورشیدی معمولا از سلول هایی تشکیل شده اند که انرژی خورشیدی را جذب می کنند.

در ساخت صفحه های خورشیدی هدف رسیدن به بالا ترین بازدهی و کم ترین جذب گرما است. فلز نقره با توجه به بازتابندگی بالای خود و رسانایی قوی گرما بهترین گزینه برای استفاده در پنل های خورشیدی می باشد. به صورت کلی نقره باعث افزایش انرژی خورشیدی در پنل ها می شود و اگر نقره را در صفحه های خورشیدی به کار نبرید نمی تواند با کارایی بالا نور خورشید را تبدیل به انرژی کند.

سلول های پلی سیلیکون رایج ترین نوع مورد استفاده در فوتو ولتائیک ها هستند و نسبت به نمونه های ساخته شده از سیلیکون تک هسته ای ارزان تر هستند و کار آمد تر نیز می باشند. سیلیکون موجود در یک سلول خورشیدی دارای نا خالصی هایی است یعنی که دیگر اتم ها با اتم های سیلیکون مخلوط می شوند تا توانایی آن ها در جذب انرژی خورشید و تبدیل آن به الکتریسیته افزایش یابد که در این روش برق تولید می شود.

به طور کلی بیش تر از 90 درصد سلول های خورشیدی از سیلیکون ساخته می شود و برای جذب انرژی خورشید و راندمان بالا تر آن، آن ها را به صورت هدفمند با اتم های دیگر مخلوط می کنند.

آلومینیوم یک عنصر شیمیایی و فلزی با وزن سبک، قوی و مقاوم در برابر حرارت می باشد و از آن در صنایع خورشیدی نیز استفاده می شود. اکستروژن آلومینیوم برای تبدیل نور خورشید به انرژی سبز با قاب ها و سازه های بسیار پیشرفته و وزن سبک برای صنعت انرژی خورشیدی برای بهبود بهره وری از آن استفاده می شود. همچنین این ماده جزء انرژی تجدید پذیر محسوب می شود و از علت های اصلی که آلومینیوم در پنل خورشیدی به کار می رود به خاطر محافظت از اجزای انرژی خورشیدی می باشد که خاصیت رسانایی زیادی دارد و می توان از آن به عنوان یک محافظت کننده در مقابل صاعقه و رعد و برق استفاده کرد. همچنین پروفیل های آلومینیومی استحکام بالایی دارند و مقاومت در برابر خوردگی زیادی دارند. و به دلیل استحکام کششی بالا برای مقاومت در برابر بارش برف و باران بسیار مناسب است.

داخل پنل خورشیدی یک صفحه ی خورشیدی وجود دارد که با اجازه دادن به فوتون ها یا ذرات نور می تواند الکترون هایی که فاقد از اتم ها می باشد را تجزیه کرده و جریان برق را ایجاد کند. پنل های خورشیدی از واحد های کوچک تری به نام سلول های فتو ولتائیک تشکیل شده اند که به یک میدان الکتریکی در محل اتصال بین لایه های سیلیکون اضافه می شود.

سلول های خورشیدی پلی کریستالی نیز سلول های سیلیکونی هستند ولی به جای این که در یک بلوک بزرگ تشکیل شوند با ذوب کریستال های سیلیکونی در کنار هم تولید می شوند. در نتیجه بسیاری از پنل های خورشیدی پلی کریستالی نسبت به مونو کریستالی راندمان بالا تری دارند.

خلاصه بندی

کار پنل خورشیدی این است که صفحه های خورشیدی انرژی و نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این صفحه های خورشیدی از ترکیبات نیمه هادی ساخته شده اند که وظیفه ی آن ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی می باشد که به این صفحه ها فتو ولتائیک و یا سولار گفته می شود.

جهت دریافت مشاوره رایگان از کارشناسان فرصت کیش با ما در ارتباط باشید.

https://www.nationalgrid.com/stories/energy-explained/how-does-solar-power-work