اکثر صفحات خورشیدی از سیلیکون ساخته می شوند. بسته به نحوه پردازش سیلیسیم ، می تواند تک بلوری ، چند بلوری یا آمورف باشد. پانل های کریستالی رایج ترین هستند ، در حالی که پانل های سیلیکون آمورف بخشی از گروه “فیلم نازک” هستند که کمتر استفاده می شود.

صفحات خورشیدی بدون جابجایی یا تولید سر و صدا تولید می کنند ، و آنها را به یک منبع انرژی تجدید پذیر عالی برای ساختمان ها تبدیل می کند. هیچ کس در حین حرکت در معرض ماشین آلات سنگین قرار نمی گیرد و از اثر حواس پرتی صدا جلوگیری می شود. با این ویژگی های منحصر به فرد ، یکی از اولین سوالات مالکان خانه یا ساختمان این است: “صفحات خورشیدی از چه ساخته شده اند؟”

تمام پانل های تک بلوری و پلی کریستالی از سیلیکون ساخته شده اند ، اما می توان پانل های فیلم نازک را با مواد دیگر تولید کرد. مواد مورد استفاده در سقف های خورشیدی از نوع فیلم نازک شامل تلوراید کادمیوم (CdTe) و دیس النید گالیوم ایندیم مس (CIGS) است.

پردازش سیلیکون به سلول های خورشیدی

سیلیکون خالص به خودی خود در زیر نور خورشید برق تولید نمی کند. با این حال ، برای دستیابی به این اثر ، می توان عناصر دیگری را به مقدار کم اضافه کرد. با افزودن فسفر ، الکترون اضافی برای حمل الکتریسیته تولید می شود و نتیجه آن سیلیکون نوع N است. از طرف دیگر ، افزودن بور یا گالیوم باعث کمبود الکترون می شود و به این محصول سیلیکون نوع P می گویند. هنگامی که هر دو نوع سیلیکون به صورت لایه ای قرار می گیرند ، نور باعث ایجاد حرکت الکترون بین آنها می شود و یک خروجی برق تولید می کند.

سیلیکون خالص در طبیعت یافت نمی شود و در عوض باید از دی اکسید سیلیسیم تهیه شود که حاوی ناخالصی است. دی اکسید سیلیکون ذوب شده و عناصر ناخواسته با فرایندهای فیزیکی و شیمیایی از بین می روند. وقتی سیلیکون خالص شد ، با افزودن عناصر دیگر در مقادیر کنترل شده ، به سیلیکون نوع N یا P تبدیل می شود.

سیلیکون آمورف نوعی است که در برخی از صفحات فیلم نازک استفاده می شود و نام آن به این دلیل است که ساختار مولکولی بلوری نیست.

نحوه شناسایی انواع مختلف صفحه های خورشیدی

زبانی که هنگام توصیف انواع صفحات خورشیدی استفاده می شود بسیار فنی به نظر می رسد. با این وجود سه نوع اصلی را می توان بر اساس شکل ظاهری آنها به راحتی شناخت.

اگر صفحه ای دارای یک سطح شبکه مانند باشد که به سلول های خورشیدی جدا شده باشد ، به یکی از انواع بلوری تعلق دارد. پانل های مونو کریستال در هر سلول فقط از یک کریستال سیلیکون استفاده می کنند ، و رنگ آنها سیاه است. از طرف دیگر ، سلولهای پلی کریستالی از چند کریستال ساخته شده اند و رنگ آنها آبی کمرنگ است. سلول های خورشیدی در هر دو مورد از سیلیکون مذاب تولید می شوند. با این حال ، سلولهای تک بلوری برای اطمینان از ساخته شدن از یک کریستال ، به کنترل فرآیند بیشتری نیاز دارند.

شناسایی پانل های فیلم نازک حتی آسان تر است ، زیرا آنها یک سطح یکنواخت و بدون تقسیم دارند. این به دلیل روند تولید آنها است ، جایی که مواد خورشیدی به جای سلولهای جداگانه در لایه ها رسوب می کند.

قبل از انتخاب بین انواع صفحه خورشیدی ، اولین قدم درک نحوه کار آنها است . در نظر داشته باشید که برق فقط در صورت وجود نور خورشید تولید می شود و حداکثر تولید آن فقط در حوالی ظهر حاصل می شود. اگر می خواهید از انرژی خورشیدی ۲۴/۷ استفاده کنید ، باید ذخیره باتری را برای شب یا روزهای ابری اضافه کنید.

مقایسه انواع صفحه های خورشیدی: مزایا و معایب

انواع مختلف پنل های خورشیدی موافقان و مخالفانی دارند ، مانند بسیاری دیگر از تصمیماتی که با فناوری سرو کار دارند.

پانل های مونو کریستالی کارآمدترین هستند ، به این معنی که تولید برق در فوت مربع بیشتر است. بنابراین ، اگر فضای محدودی برای سیستم انرژی خورشیدی داشته باشید ، این پنل ها بهترین گزینه هستند. با این حال ، پانل های تک کریستالی نیز گرانترین هستند ، زیرا تولید آنها سخت ترین است.
پانل های پلی کریستال دارای بازدهی متوسطی هستند ، اما مقرون به صرفه تر از پانل های تک کریستالی هستند. آنها همچنین رایج ترین نوع هستند.
پانل های خورشیدی با فیلم نازک کمترین هزینه و وزن را دارند. با این حال ، آنها همچنین کمترین بازده را دارند و کمترین تولید برق را در هر فوت مربع دارند. به عبارت دیگر ، صفحات فیلم نازک به فضای بیشتری نسبت به صفحات بلوری نیاز دارند تا به یک ظرفیت مشخص برسند. هر سه نوع صفحه خورشیدی با گرم شدن عملکرد خود را از دست می دهند ، اما صفحات فیلم نازک کمتر از این اثر رنج می برند.
هزینه های مرتبط با نصب و راه اندازی مشابه برای تمام انواع پانل های خورشیدی می باشد. کنترل پنل های فیلم نازک به دلیل وزن کم آسان تر است ، اما همچنین باید تعداد بیشتری از آنها را نصب کنید. صفحات پلی کریستال و مونو کریستال از نظر وزن و اندازه مشابه هستند.

شکل ظاهری صفحات خورشیدی یک فاکتور ذهنی است ، اما همچنین می تواند بر تصمیمات خرید تأثیر بگذارد. در حالی که برخی از کاربران ممکن است سطح صاف صفحات فیلم نازک را دوست داشته باشند ، برخی دیگر ممکن است ظاهر سنتی صفحات بلوری را ترجیح دهند. هر سه نوع صفحه خورشیدی هنگام نصب توسط یک شرکت واجد شرایط ، نتایج خوبی به دست می آورند. با این حال ، اگر پانل های فیلم نازک را ترجیح می دهید ، مطمئن شوید که فضای سقف را برای نصب بزرگتر در اختیار دارید.

اطلاعات خرید صفحه خورشیدی ارائه شده توسط تولیدکنندگان حاوی جزئیات زیادی در مورد نوع و کارایی صفحه است. نصاب های خورشیدی با استفاده از این مشخصات فنی بهترین گزینه را برای ملک شما انتخاب می کنند.

مواد اضافی مورد نیاز برای تولید پنل های خورشیدی

سلول های خورشیدی سیلیکونی هسته اصلی صفحات خورشیدی هستند ، اما مواد دیگر برای استفاده در محیط های بیرونی مورد نیاز است. سلول های خورشیدی توسط یک محفظه محافظت می شوند ، که به طور معمول از آلومینیوم یا فایبرگلاس تولید می شود. همچنین قسمت سلولهای خورشیدی رو به خورشید توسط شیشه پوشانده شده است ، بنابراین نور خورشید می تواند به آنها برسد. اکثر صفحات خورشیدی تجاری از ۶۰ یا ۷۲ سلول در واحد استفاده می کنند.

صفحات خورشیدی دارای سیم کشی داخلی نیز هستند ، زیرا سلول های خورشیدی برای جمع آوری تولید برق خود باید به یکدیگر متصل شوند. پایانه های اتصال یک صفحه خورشیدی در واقع انتهای مدار است که تمام سلول های داخل را به هم متصل می کند.

توجه به این نکته مهم است که روشهای تولید صفحه خورشیدی با گذشت زمان تکامل یافته اند. در ابتدا ، انرژی خورشیدی به عنوان یک فناوری برای ماهواره ها و سایر کاربردهای فضای بیرونی در نظر گرفته شد. بنابراین ، تولیدکنندگان بر روی طراحی های سبک تمرکز کردند. هنگامی که انرژی خورشیدی به منبع برق مناسب برای خانه ها و مشاغل تبدیل شد ، طراحی پانل ها از مقاومت و دوام بیشتری برخوردار شدند.

ماژول های انرژی خورشیدی ، دقیقاً مانند وسایل الکترونیکی ، حاوی انواع مختلفی از مواد بالقوه خطرناک است و نمی توان آنها را با خیال راحت در محل های دفن زباله دفع کرد. صفحات خورشیدی به طور کلی برای ۲۰-۲۵ سال کار می کنند ، بنابراین اکثر صفحات تولید شده هنوز مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال ، در سال های آینده ، دفع آنها می تواند به یک مسئله تبدیل شود. بعضی شرکت ها به دنبال روش هایی برای بازیافت یا استفاده مجدد از این ماژول های خورشیدی هستند که به پایان عمر خود رسیده اند.

صنعت انرژی خورشیدی به طور مداوم در حال گسترش است ، ۳۲۰ مگاوات (مگاوات) تجهیزات سیستم در سال ۲۰۰۸ نصب شده است. این نرخ رشد ، تا حدی به هزینه انرژی خورشیدی که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه رشد می کند . مواد قراضه ، صفحات خراب و صفحات شکسته در حمل و نقل احتمالاً با گسترش صنعت افزایش خواهند یافت. بازیافت PV یکی از مشاغلی است که برای حل مشکل نحوه دفع این تجهیزات بوجود آمده است.

مصاحبه با تولیدکنندگان انجام شده نشان داد که همه تولیدکنندگان از بازیافت به عنوان راهی برای اطمینان از سبز ماندن فناوری آنها در تمام مراحل عمر خود ، استقبال می کنند و ۸۰ درصد می خواهند شرکت های شخص ثالث از پس بازیافت برآیند.

در حال حاضر ، از مواد سمی مانند کادمیوم ، تتراکلرید سیلیسیم و ایندیوم در صفحات خورشیدی استفاده می شود. سازمان های زیست محیطی و شرکت های بازیافت اکنون با استفاده از مواد کم ضرر و ایجاد تابلوهایی که باید به طور تمیز دفع شوند ، تولیدکنندگان را تشویق می کنند تا در مرحله طراحی برای بازیافت آماده شوند. به عنوان مثال ، تغییر فرآیند تولید کریستالهای سیلیکون در حین تولید پانل نه تنها انرژی کمتری را در هنگام تولید مصرف می کند ، بلکه باعث می شود سیلیکون به راحتی قابل استفاده مجدد باشد.

بازیافت مواد ، حتی موارد نادر مانند کادمیوم و تلوریم ، می تواند یک روند گران قیمت باشد. در واقع ، در حال حاضر استفاده از مواد جدید ارزان تر است ، اما این امر تا حدی به دلیل فقدان برنامه های بازیافت در مقیاس بزرگ است. از آنجا که نیاز به بازیافت صفحات خورشیدی بیشتری است ، شرکت ها پیش بینی می کنند که هزینه ها کاهش یابد.