مما تتكون الخلية الشمسية؟
2025-05-05
تستخدم الخلايا الشمسية، أو الخلايا الكهروضوئية، التأثير الكهروضوئي لتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية. معظم هذه الخلايا عبارة عن خلايا سيليكون (هناك العديد من الكفاءات ومستويات التكلفة؛ يمكن أن تكون إما خلايا سيليكون غير متبلورة (غير متبلورة) إلى أنواع سيليكون متعددة البلورات أو أحادية البلورة (أحادية البلورة).
كيف يتم تصنيعها؟ هناك سبع مراحل في التصنيعالخلايا الشمسية، على النحو المبين على النحو التالي:
المرحلة الأولى: تنقية السيليكون
يتم وضع ثاني أكسيد السيليكون في فرن القوس ويتم تفريغ قوس الكربون لتحرير الأكسجين. وستكون النتيجة ثاني أكسيد الكربون والسيليكون المنصهر. سيؤدي ذلك إلى إنتاج سيليكون به شوائب بنسبة 1%، وهو ليس نقيًا بدرجة كافية للخلايا الشمسية. يتم تمرير قضبان السيليكون شائعة الاستخدام عبر منطقة التسخين عدة مرات أثناء تحركها في نفس الاتجاه؛ وهذا ما يسمى عملية المنطقة العائمة. يؤدي تكرار منطقة الطفو إلى سحب جميع الشوائب إلى أحد طرفي القضيب، حتى يتم التخلص من الطرف غير النقي في النهاية.

المرحلة الثانية: إنتاج السيليكون أحادي البلورة
الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج السيليكون أحادي البلورة هي عملية تشوتشرالسكي، والتي تتضمن غمس بلورة بذور السيليكون في السيليكون متعدد البلورات المنصهر. من خلال تدوير فوهة البذرة أثناء استخلاصها من البلورات المتعددة المنصهرة، تزن البذرة سبيكة أسطوانية أو كرة.
الخطوة 3: قطع رقائق السيليكون
يتم تقطيع السبيكة المنتجة في المرحلة 2 إلى رقائق السيليكون على منشار دائري. أفضل المنشار هو الماس، لأنه ينتج رقائق السيليكون التي يمكن بعد ذلك تقطيعها إلى مربعات أو سداسية يسهل ربطها بسطح الخلية الشمسية. عادة ما يتم صقل الرقائق المقطوعة لإزالة علامات المنشار، على الرغم من أن بعض العملاء سيتركون هذه العيوب على المنتج لأنهم يعتقدون أن الخلايا الخشنة أفضل لأنها تتمتع بكفاءة امتصاص فائقة.
الخطوة 4: المواد المضافة
بمجرد تنقية السيليكون إلى رابع كلوريد السيليكون في مرحلة مبكرة، يمكن الآن إعادة تطعيم مادة السيليكون بالشوائب. يُعرف هذا الإجراء باسم المنشطات وعادةً ما يتطلب مسرع الجسيمات لإدخال أيونات الفوسفور إلى السبيكة. يتيح لك توقيت السماح للأيونات بالاختراق التحكم في العمق. من الممكن في هذه المرحلة الحذف باستخدام النظام الأكثر تقليدية لإدخال البورون عند قطع الرقاقات.
الخطوة 5: إضافة الاتصالات الكهربائية
تقوم الاتصالات الكهربائية بتوصيل الخلايا الشمسية معًا وتعمل كمستقبلات للتيار الناتج عن الخلية. تصنع نقاط الاتصال من معادن مثل البلاديوم أو النحاس وتضمن عدم وصول ضوء الشمس إلى الخلية. يتم تصنيعها بشكل رقيق بما يكفي بحيث لا تمنع أي ضوء من دخول الخلية ويتم تبخيرها بالفراغ من خلال مقاومة ضوئية أو ترسيبها على الأجزاء المكشوفة من الخلية التي تُركت مكشوفة باستخدام الشمع. بعد إجراء الاتصالات، يتم وضع شرائح رفيعة (عادة من النحاس المعلب) بين الخلايا.
المرحلة 6: إضافة طلاء مضاد للانعكاس
الطبيعة اللامعة للسيليكون تعني أنه يمكن أن يعكس ما يصل إلى 35% من ضوء الشمس الذي يضربه. تتم إضافة طبقات مضادة للانعكاس إلى السيليكون لتقليل كمية ضوء الشمس المفقودة بسبب الانعكاس. ويشيع استخدام ثاني أكسيد التيتانيوم وأكسيد السيليكون لهذا الغرض، مع تسخين المادة حتى تغلي الجزيئات وتنتقل إلى السيليكون حيث تتكثف. وبدلاً من ذلك، يمكن إزالة الجزيئات من المادة باستخدام الضغط العالي وترسيبها على السيليكون الخاص بالقطب الكهربائي المقابل في عملية تسمى "الاخرق".
المرحلة 7: التغليف
وأخيرًا، يتم تغليف الخلايا الشمسية بمطاط السيليكون أو أسيتات فينيل الإيثيلين ووضعها في إطار من الألومنيوم مع غطاء خلفي وغطاء زجاجي أو بلاستيكي للحماية.
ومع استمرار التقدم نحو تحقيق صافي انبعاثات كربونية صفرية، يبدو أن الطاقة الشمسية ستصبح جزءًا من مزيج الطاقة المتجددة الشامل. ومع ذلك يأتي الاستثمار والتقدم التكنولوجي، وانخفاض تكلفة أنظمة الطاقة الشمسية.
ما مقدار الطاقة التي تنتجها الخلية الشمسية؟ [البيانات المحدثة لعام 2024: لكل لوحة، لكل يوم، والعوامل المؤثرة الرئيسية]
8 وظائف رئيسية لمحولات تخزين الطاقة: دليل كامل (تم تحديثه عام 2025)
مقالات لها صلة
تعتبر الكهرباء من أكبر نفقات التشغيل للعديد من المصانع. لا تكمن المشكلة دائمًا في إجمالي كمية الكهرباء التي تستهلكها المنشأة. في العديد من الأسواق، يمكن أن يواجه المصنع رسومًا أعلى بكثير لمجرد أن الطلب على الطاقة يصل إلى مستوى عالٍ لفترة قصيرة.
كيف تساعد أنظمة تخزين طاقة البطارية المصانع على تقليل تكاليف الكهرباء
أحد الأسئلة الأولى التي يطرحها أصحاب المنازل عند التفكير في تخزين الطاقة الشمسية أو الطاقة الاحتياطية هو: ما عدد البطاريات اللازمة لتشغيل منزل كامل؟ قد يبدو هذا سؤالًا بسيطًا، لكن الإجابة تختلف من منزل إلى آخر. قد لا يكون نظام البطاريات الذي يعمل بشكل جيد لمنزل صغير مع احتياجات احتياطية أساسية كافيًا لعقار أكبر يعمل بتكييف الهواء أو التدفئة الكهربائية أو شاحن السيارة الكهربائية.
كم عدد البطاريات اللازمة لتشغيل منزل كامل؟ دليل عملي لحجم البطارية المنزلية
تحتوي خزانة BESS النموذجية بقدرة 129 كيلووات في الساعة على أكثر بكثير من مجرد خلايا البطارية. داخل العلبة، تعمل أنظمة متعددة معًا، بما في ذلك وحدات البطارية، ونظام إدارة البطارية (BMS)، ووحدات الحماية من الجهد العالي، ونظام إدارة الطاقة (EMS)، ومعدات التبريد، وأجهزة الحماية من الحرائق، ومكونات الاتصالات. كل جزء له دور محدد في الحفاظ على عملية تخزين الطاقة آمنة ومستقرة.
ماذا يوجد داخل خزانة BESS بقدرة 129 كيلو وات في الساعة؟ انهيار كامل للمكونات الداخلية
عند شراء نظام تخزين طاقة البطارية (BESS)، يهتم معظم المشترين بسعة الخلية، والعلامات التجارية للعاكسات، والسعر لكل كيلووات في الساعة. العلبة؟ عادة ما تكون فكرة لاحقة، ويتم التعامل معها على أنها صندوق معدني بسيط. وهذا خطأ مالي وتشغيلي فادح.
كيفية اختيار خزانة تخزين الطاقة: 3 أنواع لا يجب عليك شراؤها أبدًا