تقنيات الخلايا الشمسية المتنوعة

فهرس المحتويات

الخلايا الشمسية السيليكونية: أحادية ومتعددة البلورات

تُعدّ الخلايا الشمسية السيليكونية من أقدم وأكثر أنواع الخلايا الشمسية شيوعًا. وتنقسم إلى نوعين رئيسيين:

الخلايا السيليكونية أحادية البلورة: تتميز هذه الخلايا بنقاوة السيليكون المستخدم في تصنيعها، مما يجعلها أكثر كفاءة في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. لكنّ عملية إنتاجها معقدة ومكلفة، مما يرفع سعرها.

الخلايا السيليكونية متعددة البلورات: تُصنع هذه الخلايا من سبائك سيليكونية، وهي أقل كفاءة من نظيرتها أحادية البلورة، إلا أنها أرخص وأسهل في الإنتاج. يُعوض انخفاض كفاءتها بزيادة مساحة الخلايا.

تقنية الخلايا الشمسية الرقيقة

تُعتبر الخلايا الشمسية الرقيقة بديلاً اقتصاديًا فعالًا للخلايا السيليكونية. تتميز هذه الخلايا برقتها ومرونتها، وتعتمد على طبقات رقيقة من المواد شبه الموصلة التي تمتصّ فوتونات الضوء وتولّد الكهرباء. ظهرت هذه التقنية في السبعينيات، وقد شهدت تطوراً ملحوظاً في السنوات الأخيرة، مما أدى إلى تحسين كفاءتها وخفض تكلفتها.

خلايا شمسية عالية الكفاءة والتقنيات الجديدة

يسعى الباحثون باستمرار إلى تطوير خلايا شمسية ذات كفاءة أعلى. ومن بين التقنيات الحديثة:

خلايا زرنيخيد الغاليوم: تتميز هذه الخلايا بكفاءة عالية قد تصل إلى 30%، ومقاومة جيدة للحرارة. لكنّها لا تزال محدودة الانتشار بسبب تكلفتها العالية.

الخلايا الشمسية متعددة الوصلات: تستخدم هذه الخلايا طبقات متعددة من المواد شبه الموصلة لامتصاص أطوال موجية مختلفة من ضوء الشمس، مما يرفع من كفاءتها بشكل ملحوظ. تُعدّ هذه التقنية واعدة، لكنها لا تزال في مرحلة التطوير.

الخلايا الشمسية العضوية: تُصنع هذه الخلايا من مواد عضوية، وهي رخيصة الثمن لكنّ كفاءتها محدودة.

خلايا بيروفسكايت الشمسية: تُعدّ خلايا بيروفسكايت واعدة نظراً لكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة، إلا أن عمرها الافتراضي محدود ويحتاج إلى مزيد من البحث والتطوير.

الخلايا الشمسية الصبغية: تعتمد على تكنولوجيا النانو وتتميز بكفاءة عالية نظرياً لكنها لا تزال قيد الدراسة والاختبارات المخبرية.