الخلايا الشمسية ثنائية الوجه – معلومات شيقة حول الوحدات الشمسية

تُصنع الغالبية العظمى من الخلايا الشمسية اليوم من السيليكون. السيليكون شبه موصل، ولذلك، تتواجد إلكتروناته الخارجية في نطاق طاقة يُسمى نطاق التكافؤ، مما يملأ مستويات الطاقة في هذا النطاق تمامًا. وفوق نطاق التكافؤ هذا يوجد نطاق محظور، أو فجوة طاقة، حيث لا يمكن أن توجد إلكترونات، وفوقه مباشرةً يوجد نطاق التوصيل. هذا النطاق شبه خالٍ من الإلكترونات، ولكنه المكان الذي تستقر فيه إلكترونات نطاق التكافؤ بعد إثارتها بامتصاص الفوتونات. تمتلك هذه الإلكترونات طاقة أكبر من الإلكترونات العادية في شبه الموصل. الموصلية الكهربائية للسيليكون الموصوف حتى الآن، والمعروف بالسيليكون النقي، منخفضة للغاية. تُدخل شوائب طفيفة من ذرات الفوسفور إلكترونات إضافية إلى نطاق التوصيل، مما يجعل السيليكون من النوع السالب (n-type) ويمنحه موصلية يمكن التأثير عليها بتغيير كثافة ذرات الفوسفور. بدلاً من ذلك، يمكن للشوائب مثل ذرات البورون أو الألومنيوم أن تجعل السيليكون من النوع p، مما يُكسبه موصلية قابلة للتعديل. تستقبل هذه الشوائب الإلكترونات من نطاق التكافؤ، تاركةً وراءها ما يُسمى "الفجوات" التي تعمل كشحنات موجبة افتراضية. تُطعّم خلايا السيليكون الشمسية عادةً بالبورون، مما يجعلها تعمل كشبه موصل من النوع p، ولها منطقة سطحية ضيقة (حوالي 0.5 ميكرومتر) من النوع n. بين هاتين المنطقتين، تتشكل وصلة pn، مُولّدةً مجالًا كهربائيًا يفصل الإلكترونات والفجوات، موجهًا الإلكترونات إلى السطح والفجوات إلى الداخل. يُنتج هذا تيارًا ضوئيًا، ينتقل عبر نقاط التلامس المعدنية على كلا الجانبين. لا ينقسم الضوء المنبعث من وصلة pn، وتتحد أزواج الإلكترون-فجوة الناتجة في النهاية، وبالتالي لا تُولّد تيارًا ضوئيًا. يمكن عكس أدوار منطقتي p و n في الخلية، كما هو موضح هنا.

وبناءً على ذلك، فإن الخلية الشمسية أحادية الوجه لا تولد تيارًا ضوئيًا إلا عند إضاءة السطح الذي تشكل فيه الانتقال.

وعلى النقيض من ذلك، تم تصميم الخلية الشمسية ثنائية الوجه بحيث تكون الخلية نشطة على كلا الجانبين وتولد تيارًا ضوئيًا عندما يتم إضاءة أحد الجانبين - الأمامي أو الخلفي.

مكاسب إضافية في توليد الطاقة: بالمقارنة مع الخلايا الشمسية من النوع P، تميل الخلايا الشمسية من النوع N إلى زيادة الكفاءة بشكل ملحوظ. تتمتع الخلايا الشمسية ثنائية الوجه، بقدرتها على توليد الطاقة من كلا الجانبين وكفاءتها العالية، بآفاق تطبيق أوسع، وهي مناسبة بشكل خاص للمناطق التي تشهد تساقطًا كثيفًا للثلوج وأنظمة التوليد الموزعة مثل الأسطح والأسوار وحواجز الضوضاء.

يمكن أن تصل كفاءة الجانب الخلفي للخلية إلى أكثر من 19٪، ويمكن استخدام الحزم الخلفية الساقطة لتحسين قدرة توليد النظام، مع زيادة في القدرة لكل وحدة مساحة تصل إلى 10٪ ~ 30٪.

تلتقط وحدة الزجاج المزودة بتقنية الخلايا ثنائية الوجه الضوء من الأمام والخلف. ويؤدي زيادة التقاط الضوء إلى تحسين كفاءة الوحدة. ويمكن تحقيق طاقة إجمالية تصل إلى 360 واط ذروة عبر الجانب الخلفي النشط للوحدة (290 واط ذروة من الأمام فقط / 320-360 واط ذروة إجمالاً).

يعتمد تحسن الكفاءة على حالة الإشعاع (الغلاف الجوي والخلفية الإشعاعية).

كل شيء من مصدر واحد: حلول الألواح الشمسية المصممة خصيصًا لنظامك الكهروضوئي! أعد تمويل أو عوض مستقبلك من خلال توليد الكهرباء بنفسك.

تجدون النصائح والحلول هنا 👈🏻

نقدم خدمات الاستشارة والتخطيط، بما في ذلك تقدير تكلفة غير ملزم. نربطكم بشركاء أقوياء في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

تجدون النصائح والحلول هنا 👈🏻

لدينا حضور إقليمي في جميع أنحاء العالم الناطق بالألمانية. ولدينا شركاء موثوقون سيقدمون لكم المشورة وينفذون رغباتكم.

تواصل معنا 👈🏻