Celula fotovoltaică

Celulele fotovoltaice sunt singurele responsabile pentru captarea energiei solare și generarea de electricitate DC și se combină pentru a produce putere maximă. O celulă solară din siliciu este potențial capabilă să genereze aproximativ 0,5-0,6 volți de electricitate.

Captarea energiei datorită efectului fotovoltaic, celulele fotovoltaice solare sunt fabricate din metale precum siliciu, cadmiu, arsenură de galiu și alte soiuri. Cu toate acestea, celula solară din siliciu este preferată pe scară largă. Celulele solare sunt elementele de bază ale panourilor solare.
Pe lângă utilizarea casnică, celulele solare fotovoltaice sunt utilizate în scopuri comerciale în fabrici, jucării, calculatoare, radiouri, Încărcătoare și chiar în vehicule.

Celula fotovoltaică solară are diode semiconductoare nemecanice care utilizează proprietăți fizice și chimice pentru a converti fotonii de la soare în energie electrică. Acești semiconductori absorb lumina soarelui printr-un strat optic antireflexiv, care minimizează pierderile.
Celulele solare fotovoltaice au dimensiuni cuprinse între 0,5 și 4 inci și sunt conectate împreună pentru a forma panouri solare. Apoi sunt combinate în mai multe moduri, formând o matrice responsabilă de generarea în masă a energiei electrice.
Eficiența unei celule fotovoltaice este definită ca raportul dintre energia electrică generată și cantitatea de lumină solară primită. Teoretic, eficiența maximă este de aproximativ 33%.

Metoda de fabricare a celulelor solare implică purificarea siliciului, urmată de fabricarea siliciului monocristal, care este în cele din urmă transformat în plachete de siliciu. În timpul procesului de dopaj, la wafer-urile de siliciu se adaugă impurități, ceea ce contribuie la crearea unui dezechilibru electronic necesar conducerii curentului electric.
– Electrozii subțiri sunt plasați în straturile superioare și inferioare.
– Acoperirea antireflex este o altă componentă importantă, deoarece siliciul pur reflectă aproximativ 35% din lumina soarelui.
– Acoperirile cu dioxid de titan și oxid de siliciu sunt utilizate pentru a maximiza utilizarea energiei regenerabile.
– Următorul pas este încapsularea celulei solare fotovoltaice formate în acetat de etilenă vinil sau cauciuc siliconic.
– În continuare, sunt așezate în rame de aluminiu cu capace de sticlă sau plastic deasupra.

În funcție de material, celulele solare fotovoltaice sunt de mai multe tipuri:
– Celule solare din siliciu amorf
– Celule solare biohibride sau hibride
– Celule solare cu puncte cuantice
– Celule solare organice
– Celule solare monocristaline și policristaline
– Celule solare Perovskite
– Arseniura de germaniu galiu
– Celulă solară sensibilizată cu vopsea

Dintre numeroasele opțiuni, celulele solare cu siliciu găsesc o gamă largă de aplicații. Celulele solare cu siliciu sunt disponibile în încă trei tipuri – celule solare cu siliciu monocristaline, policristaline și amorfe.
În plus, în funcție de aplicație, monocristaline și policristaline sunt utilizate pe scară largă. Celulele solare din siliciu monocristalin sunt mai eficiente datorită structurii lor de siliciu pur. Ocupă mai puțin spațiu, costă mai mult și durează mai mult.
Celulele solare de siliciu policristalin sunt câteva celule de siliciu cristalin care au o eficiență mai mică și un cost mai mic. Cu toate acestea, au nevoie de mai mult spațiu.

Generarea de energie depinde de locație în funcție de:
– Cantitatea de lumină naturală
– Condițiile meteorologice
– Proiectarea și capacitatea sistemului
– Umbrirea și orientarea acoperișului
– Poluarea aerului
– Eficiența panoului
– Temperaturi