انواع الخلايا الشمسية

تتكون الخلية الكهروضوئية من مادة شبه موصلة ، والتي تجمع بين خصائص المعادن وخصائص العوازل , مما يجعلها قادرة على توليد طاقة كهربائية بتحويل الضوء إلى كهرباء , فعندما يقع  الضوء على خلية كهروضوئية ، فقد ينعكس أو يمتص أو يمر عبرها مباشرة  ,و عند امتصاص الخلية للضوء ، تنقل فوتونات الضوء طاقتها إلى الإلكترونات الموجودة في الخلية  مما يدفع الإلكترونات الى التدفق عبر المادة كتيار كهربائي ثم يشق طريقه لتزويد منزلك او الشبكة الكهربائية بالطاقة.

هناك مجموعة متنوعة من مواد أشباه الموصلات المختلفة المستخدمة في الخلايا الشمسية , و سنتتعرف على المواد الأكثر استخدامًا.

السيليكون

يعتبر السيليكون  إلى حد كبير  ، المادة الأكثر شيوعًا و استخداما  في الخلايا الشمسية ، ويمثل ما يقارب 90 ٪ من الخلايا التي تباع في الاسواق . وهو أيضًا ثاني أكثر المواد وفرة على الأرض (بعد الأكسجين) والاكثر  شيوعًا في صناعة  رقائق الكمبيوتر. تتكون خلايا السيليكون البلورية من ذرات السيليكون المتصلة ببعضها البعض لتشكيل شبكة بلورية , و توفر هذه الشبكة بنية منظمة تجعل تحويل الضوء إلى كهرباء أكثر كفاءة , وتتراوح كفاءة  هذه الخلايا بين 20 – 25 % .

الخلايا  الضوئية المركزة

الخلايا  الضوئية المركزة تعمل على توليد الكهرباء من الطاقه الشمسيه الحرارية حيث تعمل على تركيز ضوء الشمس على منطقة صغيرة. وتجميعها في شعاع واحد قوي ، مما يولد طاقة حرارية تستخدم في تسخين بخار يعمل على تحريك توربينات هوائية  تنتح طاقة كهربائية .

خلايا الاغشية الرقيقة  

تتكون من خلايا  يتم  فيها ترسيب طبقة رقيقة أو أكثر من المواد الكهروضوئية على مادة داعمة مثل الزجاج أو البلاستيك أو المعدن,  هناك نوعان رئيسيان من خلايا الاغشية الكهروضوئية الرقيقة , هما سيلينيد نحاس إنديوم غاليوم (CIGS) و تيلوريد كادميوم (CdTe) وهو ثاني أكثر المواد الكهروضوئية شيوعًا بعد السيليكون و يعتبر  منخفض التكلفة. قد تصل كفاءة خلايا  الاغشية الرقيقة الى 22% .

الخلايا الكهروضوئية  العضوية

تتكون الخلايا العضوية من بوليمرات غنية بالكربون ويمكن تصميمها لتعزيز وظيفة معينة للخلية ، مثل الحساسية لنوع معين من الضوء , على الصعيد النظري هذه التكنولوجيا لديها القدرة على توفير الكهرباء بتكلفة أقل من تقنيات السيليكون أو الأغشية الرقيقة ,كما تعد كفاءة هذه الخلايا مايقارب نصف  كفاءة خلايا السيليكون  وذات عمر أقصر ، و لكنها تعتبر  أقل تكلفة .