Celule solare multijoncțiune
Celule solare multijoncțiune sunt formate din diferite straturi de semiconductori. Aceste straturi joacă rolul de a absorbi lumina soarelui și de a o transforma în energie electrică.
Razele soarelui au lungimi de undă diferite și acesta este motivul principal pentru care vezi șapte culori în curcubeu. Când razele de lungimi diferite lovesc celulele solare multijoncțiune, acestea sunt absorbite. Astfel, panourile solare cu joncțiuni multiple au o eficiență mai mare decât cele tradiționale.
Acum, știind că celulele solare multijoncțiune au straturi diferite pentru a absorbi lumina, este timpul să înțelegem cum funcționează aceste straturi.
Celula solară tradițională cu un singur strat este realizată din semiconductori de siliciu. Cu toate acestea, pentru celulele solare multijoncțiune, materiale precum indiu-galiu, germaniu și fosfură de galiu-indiu sunt folosite ca semiconductori.
Toate aceste straturi sunt stivuite unul peste altul pentru a crește eficiența panoului solar.
Pentru a înțelege cum funcționează o celulă solară multistrat, este necesar să știți exact cum este transformată lumina soarelui în electricitate. Pentru a face acest lucru, să ne uităm mai întâi la funcționarea celulelor solare cu o singură joncțiune.
Celulele solare tradiționale au două straturi:
– Tip N: Constă dintr-o concentrație mare de electroni.
– Tip P: Constă dintr-o concentrație relativ mai mică de electroni.
Când razele soarelui lovesc stratul de tip n, electronii se deplasează de la un strat la altul, creând un curent electric. Acest flux de curent este electricitate.
Într-o celulă solară multijoncțiune, stivuirea a trei straturi de semiconductori creează două joncțiuni. Astfel, atunci când lumina soarelui lovește un strat semiconductor, electronii se deplasează în toate straturile. Cu două joncțiuni, se generează mai multă putere, rezultând o eficiență ridicată.
Astfel, celulele solare multijoncțiune sunt capabile să genereze mai multă energie. Următoarele puncte rezumă în cuvinte simple efectul fotovoltaic utilizat de panourile solare pentru a genera electricitate:
– Lumina soarelui intră în celulele solare și eliberează electronii prezenți în stratul semiconductor.
– Electronii slăbiți trec prin numeroase conexiuni ale straturilor semiconductoare, ceea ce duce la crearea unei sarcini electrice.
– Firele conductoare conectate la panouri transmit electricitatea generată către un invertor solar, care transformă electricitatea de curent continuu în electricitate de curent alternativ.
O celulă solară cu mai multe joncțiuni are mai mult de o joncțiune p-n pentru a absorbi curentul electric. Acest lucru ajută la maximizarea producției de energie.
Deci, care este cantitatea maximă de energie pe care o poate produce un panou solar cu aceste elemente?
În studiile de laborator, dezvoltatorii și inventatorii au descoperit că eficiența celulelor multijoncțiune este de aproximativ 43%. Această cifră depășește cu mult eficiența maximă a unei singure celule de joncțiune, care este de aproximativ 25%.
Toate punctele de mai sus demonstrează că celulele solare multijoncțiune sunt cea mai bună soluție pentru generarea de energie electrică ecologică. Cu toate acestea, are anumite limitări, cum ar fi:
– preț mai mare datorită procesului complex de producție și a multor cerințe materiale
– în prezent nu sunt disponibile pe piața comercială.
– au nevoie de lumina soarelui foarte concentrată pentru a genera cantitatea maximă de energie electrică.
Inovațiile în compoziția, construcția și designul celulelor solare sunt în fruntea progreselor actuale, rezultând o eficiență crescută a panourilor solare.
Cu toate acestea, celulele solare multijoncțiune nu sunt încă disponibile pentru aplicare în masă, deoarece sunt încă testate și cercetate.
