مقاله سلولهای خورشیدی ویرایش شده (docx) 30 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 30 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

سلولهای خورشیدی کريستال سيليکون سی-اس آیسی-اس آی، اصلي‌ترين ماده تجاري در توليد سلولهاي خورشيدي است و به اشکال مختلفي استفاده مي شود: سيليکون هاي تک کريستالي ، سيليکون هاي چند کريستالي و سيليکون لايه نازک .تکنيکهاي مرسوم براي توليد کريستالين سيليکون شامل : روش چوکرالسکي، روش محدوده شناور و روشهاي ديگري نظير ريخته‌گري مي باشد. زدودن ناخالصيها از سيليکون اهميت بسياري دارد. اين عمل با کمک تکنيکهايي چون منفعل سازي سطح ( با تابش هيدروژن به يک سطح ) و گترینگ ( يک روش شيميايي که با حرارت دادن ناخالصيها
را از سيليکون بيرون مي کشد ) صورت مي پذيرد .با اينکه سلولهاي خورشيدي با سيليکون کريستالي ، از سال 1954 وجود داشته اند ، ابتکاري جديد رو به گسترش دارد . سلولهاي جديدي همچون ( ای دبلیو تی ) ، ( سیس ) از اين دسته اختراعات نو هستند .سلولهاي خورشيدي با لايه نازکاين نوع سلولها از لايه هاي بسيار نازک مواد نيمه هادي استفاده مي کنند که ضخامت آنها چند ميکرومتر است. اين لايه روي يک صفحه نگاه دارنده که از مواد ارزان مانند شيشه ، پلاستيک يا فولاد زنگ زن ساخته شده ، قرار مي گيرد. نيمه هادي‌هاي بکاررفته در لايه هاي نازک عبارتند از : سيليکون بي شکل ( آمورف ) ( آ-س آی) ، سی آی اس و تلوريد کادميم ( سی دی-تی ای ) . سيليکون آمورف ، ساختار کريستالي مشخص ندارد و تدريجاٌ با قرار گرفتن در برابر نور از بين رفته وکيفيت ابتدايي خود را از دست مي دهد. منفعل سازي به کمک هيدروژن مي تواند اين اثر را کاهش دهد . از آنجائي که مقدار مواد نيمه هادي بکار رفته در لايه نازک بسيار کمتر از سلولهاي پی وی معمول است، هزينه توليد سلولهاي نازک نيز به ميزان قابل ملاحظه‌اي کمتر از سلولهاي خورشيدي سيليکون کريستال است .فن آوريهاي گروه سه و پنجاين فن‌آوريهاي فتوولتائيک که بر اساس عناصر شيميايي گروه‌هاي سه و پنج جدول تناوبي ايجاد شده اند، بازده تبديل انرژي بسيار بالايي را چه در نور عادي و چه در نور متمرکز شده، از خود نشان مي دهند. سلولهاي تک کريستالي اين دسته معمولاٌ از آرسنيد گاليم ساخته مي شود. آرسنيد گاليم مي تواند همراه با عناصري مانند اينديم ، فسفر و آلومينيوم ، تشکيل آلياژهاي نيمه رسانايي بدهد که با مقادير مختلف انرژي نور خورشيد کار مي‌کنند .تجهيزات چند تايي با بهره وري بالادر اين روش، سلولهاي خورشيدي تکي بر روي همديگر قرار مي گيرند تا ميزان دريافت و تيديل انرژي خورشيدي بيشينه شود. لايه بالايي بيشترين مقدارا انرژي را از نور دريافت کرده و مابقي را عبور مي‌دهد تا جذب لايه هاي بعدي بشوند. بيشتر فعاليتهاي اين زمينه از آرسنيد گاليم و آلياژهاي آن استفاده مي کند. همچنين از سيليکون آمورف ، سی آی اس و فسفيد اينديم گاليم نيز بهره گرفته مي شود . با وجود آنکه سلولهاي متشکل از دو بخش ساخته شده است، اما بيشترين توجه به سلولهاي با سه اتصال و چهار اتصال است. در اين انواع ، موادي چون ژرمانيم که کمترين ميزان انرژي نور را نيز دريافت مي کند، در پايين‌ترين لايه استفاده مي شود .ساخت سلولهاي خورشيديفاكتورهاي متفاوت و مهمي در توليد سلولهاي خورشيدي مطرح هستند. مواد نيمه رسانا عموماٌ با ناخالصيهاي مانند بورون يا فسفر تقويت مي شوند تا محدوده فرکانسهاي نور را که به آن پاسخ مي دهند، گسترش دهد. عمليات ديگري که انجام مي شود، شامل منفعل سازي سطحي مواد و بکارگيري پوششهاي ضد انعکاس مي باشند . محبوس کردن واحد کامل پی وی در يک پوسته محافظ، گام مهم ديگري در فرآيند توليد است.سلولهاي خورشيدي پيشرفتهديدگاههاي پيشرفته گوناگوني مسأله سلولهاي خورشيدي را مورد بررسي قرار مي دهند. سلولهاي خورشيدي حساس شده با رنگ ، سلولهايي هستند که از يک لايه دي‌اکسيد تيتانيوم آغشته به رنگ به جاي مواد نيمه رسانايي که در بيشتر سلولهاي خورشيدي براي ايجاد ولتاژ استفاده ميشود، استفاده ميكنند. چون دي اکسيد تيتانيوم به نسبت ارزانتر است، در حال حاضر ميتوان از سلولهاي خورشيدي پيشرفته تري مانند سلول هاي خورشيدي پليمري ( پلاستيکي ) – که مولکولهاي کربني بسيار بزرگي دارند – و سلولهاي فوتوالکتروشيميايي که از آب در مجاورت نور خورشيد مستيماٌ هيدروژن توليد مي کنند ، نام برد .توازن اجزاء سيستمباس شامل همه چيز در يک سيستم فوتولتاليک مي شود . اين مسأله ميتواند در ساختارهاي پايه‌اي، تجهيزات رديابي ، باتريها ، الکترونيک قدرت و ديگر تجهيزات مورد توجه قرار بگيرد. امروزه بشر با دو بحران بزرگ روبرو است که بیش از آنچه ما ظاهرا تشخیص می دهیم با یکدیگر ارتباط دارند. از یک طرف جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ با مشکل الودگی محیط زیست مواجهند و از طرف دیگر مشاهده می شود که مواد اولیه و سوخت مورد نیاز همین ماشینها با شتاب روز افزون در حال اتمام است.اثرات مصرف بالای انرژِی در زمین و آب و هوا آشکارا مشخص می باشدو ما تنها راه حل را در پایین اوردن میزان مصرف انرژی می دانیم ,حال انکه این امر نمی تواند به طور موثر ادامه داشته باشد.توجه و توصل به انرژی اتمی به عنوان جانشینی برای سوختهای فسیلی نیز چندان موفقیت آمیز نبوده است.صرف هزینه های سنگین و همچنین تشعشعات خطر ناکی که ازنیروگاههای اتمی در فضا پخش شده ,نتیجه مثبتی نداشته است و اگر یکی از این نیروگاهها منفجر شود زیانهای فراوان و جبران ناپذیری به بار خواهد اورد.به علاوه به مشکل اساسی که در مورد مواد سوختی نظیر نفت ,گاز و زغال سنگ داشتیم بر می خوریم بدین معنی که معادن اورانیم که سوخت این نیروگاهها را تامین می کند منابع محدودی هستند و روزی خواهد رسیدکه این ذخایر پایان خواهد یافت و ماده ای که جایگزین ان شود وجود نخواهد داشت. انرژی خورشیدی :خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد.انرژی بدون خطر ...این انرژی که به زمین می تابد هزاران بار بیشتر از انچه که ما نیاز داریم و مصرف می کنیم ,می باشد.حتی نور کمی که از پنجره به اتاق میتابد دارای انرژی بیشتری از سیم برقی است که به داخل اتاق کشیده شده است.از انرژی خورشیدی می توان استفاده های مهم و کاملا مفید, به عنوان یک انرژی تمیز و قابل دسترس در همه جا استفاده کرد. اما از نور خورشید به طور مستقیم نمی توان به جای سوخت های فسیلی بهره برد بلکه باید دستگاههایی ساخته شود که بتوانند انرژی تابشی خورشید را به انرژی قابل استفاده نظیر انرژی مکانیکی, حرارتی الکتریسیته و ...تبدیل کنند.مصارف انرژی خورشیدی :1)گرم کننده ها مثل ابگرمکن خورشیدی که برای گرمای خانه ها و کوره های خوشیدی که برای ذوب فلزات حتی با دمای بالا نظیر اهن استفاده می شود و دمایی تا حدود 6000درجه سانتی گراد تولید می کنند.2)دستگاههای اب شیرین کن که توسط اینه هایی نور خورشید را روی مخازن اب متمرکز می کنند تا کار تبخیر را انجام دهد.3)الکتریسیته خورشیدی در این روش که نسبت به سایر روشها ارجحیت دارد.انرژی الکتریکی به سادگی قابل تبدیل به سایر انرژی ها بوده و می توان ان را ذخیره کرد.طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :1) نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.2} اثر فتوولتایی:در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند .و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.اما بیشترین استفاده از سلولهای خورشیدی در نیروگاه(( فتو ولتائیک50مگاواتی جزیره کرت یونان))است.