سلول های خورشیدی

پنج شنبه هفته گذشته دومین کنفرانس سلول های خورشیدی نانوساختار در دانشگاه صنعتی شریف برگزار شد و نتایج نشان میداد که خدا رو شکر رشد این فیلد کاری به سرعت رو به توسعه است.

خیلی خوشحالم و امیدوارم این تحقیقات به ثمر بنشینه و ما روزی بتونیم سلول های خورشیدی با بازدهی های بالا رو در کشورمون بسازیم و پشت بام های خانه های ایران پر از پنل های ساخت ایران بشه.

انشاا...

سلام به همه بازدیدکنندگان خوب وبلاگ

قبل از هر صحبتی باید از همه شما تشکر کنم چرا که هر چند نظرسنجی وبلاگ بسته بود ولی هر بار که ایمیلی میرسید من رو شرمنده خودتون می کردید.

تو این مدت هر چند که مشغله بسیار داشتیم ونرسیدیم وبلاگ رو آپ کنیم اما وقتی میام و می بینم بازدید وبلاگ همچنان بالاست و در صفحه گوگل همچنان صدرنشینه انرژی مثبت می گیرم. هر زمانی اجساس کردید که حقیر می تونم و باید کمکتون کنم تردید نکنید و ایمیل بزنید. برای من باعث افتخاره اگر بتونم به شما عزیزان کمک کنم.

امیدوارم به زودی زود دوباره با دوستانم این وبلاگ رو مث روزهای اولش پر جنب و جوش و فعال کنیم.

ارادتمند همیشگی شما عزیزان

پیرهادی

بدلیل ضیق وقت نویسندگان بدلیل کارهای پژوهشی برای ثبت مطالب بیشتر، اگر اطلاعات این وبلاگ برای شما کافی نیست میتونید با ایمیل زیر تماس بگیرید.

masood.pirhadi@gmail.com

عکس زیبا و با کیفیت از شهر شناور - طراحی مدرن و زیبای آن واقعا دلفریب است، گنجایش این شهر شناور 50,000 خانه می‌باشد که شهری است برای سال 2100، انرژی این شهر از طریق انرژی خورشیدی تامین می‌شود و شهری سبز است و سوخت‌ها در آن جایی ندارند. 
این شهر قرار است در دبی ساخته شود.

ببخشید اگر این روزها کمتر مطلبی از ما در این وبلاگ میبینید . مشغله های کارهای تحقیقاتی به شدت فعالیت ما در وبلاگ رو تحت شعاع قرار داده . به هر حال مطلبی که در ادامه میخونید در نشریه سازمان انرژی های نو –آبان ماه به چاپ رسیده...

نخستين دهكده خورشيدى پس از طى 2سال مراحل آماده سازى خود را به اتمام رسانده و در ايالت واشنگتن به معرض نمايشقرار داده شد.

20خانه خورشيدى است توسط تيمهاى اين دهكده كه دارای دانشجويان معمارى از كشورهاى امريكا،كانادا و پورتوريكو وكشورهاى اروپايى با سيستم اتوماسيون ساخته شده است كه مىتوان روشنايى خانه، سيستم گرمايش و سرمايش و پنجره هاى آن را به وسيله يك صفحه نمايش لمسى و يا از طريق گوشىهاى هوشمند برنامه ريزى كرد.

در اين دهكده خورشيدى گروهي از دانشجويان از سيستم پمپهاي حرارتي خورشيدى براي گرمايش و سرمايش به طورمجزا استفاده كردند كه به اين وسيله از هدر رفتن انرژي از طريق كانا لها جلوگيري م ىشود.

در ميان طر حهاى ابداعى در اين دهكده، طرح دانشجويان تيم دانشگاه آريزونا بسيار جالب بوده است. اين خانه از ديوارهاى آبی ساخته شده كه به عنوان گيرندههاى حرارت خورشيد مورد استفاده قرار مىگيرند. اين ديوارها از لايه هاى شيشه اى و آب تشكيل شده اند به طورى كه حرارت از شيشه به آب رسيده و هواى ميان دو

لايه شيشه اى را گرم مىكند. در شب كه درجه حرارت هوا كاهش پيدا مىكند هواى گرم نمى تواند از شيشه خارج شده و در مجراى ميان اين دو لايه متراكم میشود. به اين شكل مىتوان هواى گرم را در روزهاى سرد به داخل خانه هدايت كرد.

اين ديوارها با استفاده از صفحات پلاستيكى كه از بازيافت بطريهاى آب به دست آمده اند، ساخته شده و داراى حفره هايى است كه از آب انباشته شده اند. اين سيستم به طور كلى مىتواند215 گالن آب را در خود جا دهد. اين ديوارها نسبت به ديوارهاى بتنى سه برابر كارآمدتر و سبكتر بوده و حمل و نقل آنها آسانترخواهد بود زيرا میتوان آب مورد نياز را پس از حمل ديوارها به آنهااضافه نمود.

news.cnet.com : منبع

ادامه مطلب

آیا میدانید با در نظرگرفتن میزان تابش متوسط 250w در هر مترمربع میتوان با یک پنل خورشیدی 6 متر مربعی بابازدهی حداقل %10برق لازم برای یک خانه را تامین کرد؟

به این تصویر نگاه کنید و میزان جذب تابش خورشید در ایران را با کشورهای اروپایی مقایسه کنید...

 

                                                                    Plant leaves are tiny factories in which sunlight

                                                 absorbed in the leaf by chlorophyll converts carbon

                                                 dioxide gas and water into carbohydrates (glucose)

                                                 and oxygen, thus providing for the energy

                                                 requirements of the plant.

 

The natural prototype for solar energy conversion dye - chlorophyll

There are other systems besides semiconductorswhich can absorb visible light and store the acquired energy. Photosynthesis - based on chlorophyll - is the primary energy source of the biosphere. So organometallic porphyrins are a possibility for solar energy conversion. It is also known (Moser, 1887) that dyes can enhance the photoelectrochemical performance of semiconductors. Essentially the same process was developed at the same time for photography – panchromatic films and ultimately colour photography.

 

 

 

 

ادامه مطلب

آیا میدانید میزان انرژی که در یک ساعت از خورشید به زمین میتابد(4,3×10²⁰j)از مقدار مصرف انرژی سالیانه تمام انسان های کره زمین (4,1×10²⁰j)بیشتر است؟

وبا انرژی تابشی از خورشید در عرض 50 روز میتوان انرژی مورد نیازتمام انسان ها برای 1000سال(با احتساب رشد جمعیت و انرژی) را تا مین کرد؟

لینکی که در ادامه معرفی میکنم مقاله ایست در موردTiO2  که در ماهنامه فناوری نانو به چاپ رسیده و برخی از ویژگیهای جالب اون توضیح داده شده .پیشنهاد میکنم حتما اون را بخونید...

http://www.nano.ir/paper.php?PaperCode=781

با یاد خدا اولین مطلب در مورد solar cell در 89 رو مینویسم.با سلولهای سیلیکنی،نسل اول سلولهای خورشیدی شروع کردیم .گفتیم مشکل این نوع قیمت بالای اونهاست.نسل دوم سلولها یعنی Thin Film Solar Cellرا معرفی کردیم و حالا به طور کامل نسل سوم این سلولها یعنی Dye Sensitized Solar Cell رو توضیح میدیم.

امروز در مورد پایه اصلی این نوع یعنی Ti صحبت میکنیم...

ادامه مطلب

با عرض تبريك به مناسبت سال نو ميخواستم  در مورد نوع ديگري از انرژي خورشيدي هم بحث كنيم كه فكر كنم جالب باشه! 

ادامه مطلب

نوار ظرفیت

در جامدات نوار ظرفیت به بیشترین انرژی الکترونها در دمای صفر مطلق اشاره دارد. در نیمه رساناها و نارساناها نواری با انرژی بالاتری وجود دارد که به آن نوار رسانش می گویند و توسط نوار ممنوعه از نوار ظرفیت جدا می شود. در شبه فلزات نوار ممنوعه وجود ندارد. در اصل به فاصله بین نوار ظرفیت و رسانش، نوار ممنوعه می گویند.

 

ادامه مطلب

چون چند روز دسترسی به نت نداشتم دیر شد.ببخشید...آغاز سال 89 رو خدمت تمام خوانندگان خوب این وبلاگ تبریک عرض میکنم.امیدوارم سال جدید پر از فرصت هایی باشه که ما بتونیم به هدفهای ریز ودرشتمون برسیم.

حالا که نوروز ،جشن بزرگ باستانی ما ایرانیان جهانی شده این حرفها خالی از لطف نیست...تلاش کنیم سال جدید رو طوری  بسازیم که آیندگان به ما افتخار کنند.برای ایران ،برای این خاک ،برای وطن.حتما خیلیاتون تخت جمشید رو دیدید.دقت کردید که آدم هر وقت یاد اون عظمت می افته چقدر سرخوش و مغرور میشه.حس غروری کاملا به جا. از این که امپراطوری بزرگ ایران چه عظمتی داشته. والبته افسوس به خاطر این همه افول.

اونایی که خارج از کشور رفتند و طعم تلخ دوری از این خاک رو چشیدند خوب میدونند وطن یعنی چی...بله دوستان پس تلاش کنیم برای ایران وآبادانی این ملک.همین.

تا چندی پیش هیچ ارتباطی بین سلولهای خورشیدی به نظرم نمیرسید.شاید بیشتر به خاطر اطلاعات کم بنده در مورد این سلولها بود و هر کس که متوجه میشد که یه م .شیمی میخاد در مورد لین سلولها تحقیق کنه به شدت تعجب میکرد خوب البته حق هم داشت.تا اینکه کنجکاو شدم که آیا واقعا میشه این دو موضوع با هم متضاد باشند و آیا واقعا مرز خاصی بین این دو رشته هست؟

به سراغ چند تا از اساتید م.شیمی رفتم واز اونها خواستم چند chemical engineer رو که در این مورد تحقیقاتی داشته اند رو به من معرفی کنند .به موارد جالبی برخورد کردم.دکتر طاهریان و پرفسر نجف پور دو نفر از این افراد هستند که اتفاقا مقالات بسیاری در این زمینه دارند.

واقعا این که میگند یه م.شیمی هر چی جلوتر میره بیشتر از رشته ای که میخونه خوشش میاد راست میگند...در مورد Dye Sensitized Solar Cell  صحبت کردیم.گفتیم که این سلولها از یک بخش الکترولیت تشکیل شده اند.الکترولیتهای مایعی که به طور معمول استفاده میشند یه مشکل بزرگ دارند و اون اینه که  پایداری بسیار کمی دارند که به علت فراریت اونهاست.این مشکل با الکترولیتهای پلیمری (جامد ویا نیمه جامد)قابل جبران هستند که مقالاتی در این زمینه به چاپ رسیده.

البته گرایش من پلیمر نیست ولی برای بنده این موضوع خیلی جالب بود کمااینکه قبلا در مورد استفاده از نانوساختارهای گوناگون در این نوع صحبت شد.من فکر میکنم این ویژگی ارتباط چند رشته با هم در تکنولوژی های جدید بیشتر دیده میشه. همانطور که علم نانو به عنوان یک علم بین رشته ای شناخته شده است. 

اما در ادامه ی بحث سلولهای خورشیدی حساس شده به وسیله ی رنگ ،به رنگدانه ی این نوع سلولها میپردازیم. همانطور که گفتم نور از شیشه(عمدتاFTO که در مورد اون هم بعدا مفصل توضیح میدم) عبور میکنه و به لایه ی ₂TiO  که روی اون با روشهای خاص رنگ نشانی شده میرسه.

اما رنگی که بیشتر در این سلولها استفاده میشه719 Nهست که شکل اون رو در زیر میبینید.

اصولا در بیشتر این نوع سلولها از رنگهایی استفاده میشه که Ru اتم اصلی اونهاست چرا که این عنصر به راحتی با تیتانیم دی اکسید کمپلکس تشکیل میده و به این شکل پیوندهای محکمی با دی اکسید تیتانیمبرقرار میکنه به طوری که پس از لایه نشانی رنگ حتی با شستن ₂TiO این رنگ پاک نمیشود.

البته گاها از رنگهای دیگری هم برای این منظور استفاده میشه ولی به هر حال کاربرد 719N به خاطر قیمت پایینترش بیشتراست.

برای اینکه یه ذره جو بلگ عوض بشه این عکسا رو ببینید...
ادامه مطلب

قیل از هر چیز از خوانندگان این وبلاگ به خاطر تاخیر چند روزم عذرخواهی میکنم. میخام توی این پست

 Dye sensitized solar cell رو بیشتر توضیح بدم.

این نوع که نسل سوم سلولهای خورشیدی است ویژگیهای منحصر به فردی دارد. مهمترین اونها قیمت پایین این سلولهاست که دلیل اون هم اینه این سلولها در دما و فشار خلا پایین تولید میشند ، درست برعکس سلولهای سیلیکنی.

همین عامل باعث میشه کهPaybackاین نوع به سه ماه برسه. این مقدار در مقایسه با4 سال بازگشت هزینه سلولهای سیلسکنی واقعا عدد شگفت انگیزیه.

ای کاش هزینه انرژی در کشور ما واقعی بود . اون وقته که همه ما به سمت استفاده از این سلولها میرفتیم و خودمون رو از 1001 دردسر ناشی از سوزاندن سوختهای فسیلی نجات میدادیم...مثل خیلی از کشورهای پیشرفته دنیا.

خوب اما ساختار ساده این سلولها:

همانطور که در تصویر به وضوح نشون داده شده مکانیسم کار به این شکله که نور خورشید(فوتون)به لایه رنگ میرسه والکترون به لایه رسانش میرسه و از اونجا وارد لایه تیتانیم دی اکسید میشه واز اونجا وارد مدار میشه . در طرف دیگه مدار الکترولیت وجود داره که با تولید الکترون حفره ناشی از برانگیخته شدن الکترون رنگ رو پر میکنه واین عمل پیوسته تکرار میشه. بعدا تک تک لایه های این سلول رو به طور تخصصی بررسی میکنیم.

 

 

 

یک شرکت فناوری‌های نوین در ایالات متحده، 4روش جدید برای دست‌یابی به انرژی خورشیدی ارزان‌تر از سوخت‌های فسیلی یافته است.

یک روز پس از حملات تروریستی ۱۱سپتامبر 2001، امانوئل ساکس به این نتیجه رسید که زمان بازگشت به تحقیق در مورد انرژی خورشیدی و رساندن آن به سطح تجاری فرا‌ رسیده است. این استاد مهندسی مکانیک انستیتو فناوری ماساچوست، ام..آی.تی، تحقیقات خود را در مورد انرژی خورشیدی در دهه 1350 / 1970 آغاز کرد و به نتایج قابل توجهی دست یافت؛ از جمله فناوری ساخت سلول‌های خورشیدی که در حال حاضر در شرکت « اورگرین سولار» مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما هزینه‌های تحقیقاتی برای فتوولتائیک یا پیل‌های خورشیدی که مستقیما الکتریسیته را از انرژی تابشی خورشید تولید می‌کنند، در دهه 1360 / 1980 به شدت کاهش پیدا کرد و ساکس ناچار به تحقیق در زمینه‌های دیگر شد، مثلا پرینت سه بعدی برای کمک به طراحان جهت نمونه‌سازی سریع سلول‌های آزمایشی!،

ادامه مطلب

Crystalline Silicon-3

درمورد این سلولها باید بگم که بالاترین بازدهی را در این نوع monocristalline cells برخوردارند که این مقدار در حدود 22% هست که با high-quality silicon wafersساخته میشه.

البته در دانشگاهNew South Wales تا بازده 25% هم رسیدند.payback این سلولها بین 1تا2سال هست که این مدت برای بازگشت سرمایه این نوع سلولها نشان میدهد با وجود اینکه این سلولها جزو گرونترین سلولها هستند به دلیل بازده زیاد هزینشون جبران میشه...البته باز هم تاکید میکنم در این سلولها payback ،در مقایسه با قیمت واقعی هزینه تولید برق از طرق دیگه ،محاسبه شده...دقت کنید که در کشور ما هزینه واقعی تولید برق -از طریق سوزاندن سوختای فسیلی- خیلی بیشتر از اون چیزیه که ما پرداخت میکنیم.

Dye-Sensitized Cells(DSSC)-4

همانطور كه قبلا هم گفتم اين نوع از سلولها جزء ارزانترين سلولها هستن ولي خوب در عوض بازده كمتري هم دارند.به طوريكه حداكثر بازدهي كه تا حالا محققان رسيدند حدودا 12% هست.

معمولا اين سلولها از لايه هاي (TiO₂)nanoparticulate titanium dioxide ساخته میشه.از ویژگیهای دیگه این سلولها انعطاف پذیربودن این سلولهاست که این ویژگی این دسته از سلولها اونها رو از بقیه متمایز کرده چرا که اونها رو از ضربات تگرگ یا ضربات احتمالی دیگه محفوظ میداره

نیروگاه 75 مگاواتی برای شهر خورشیدی 2 میلیارد دلاری

با شروع پروژه‌ تامین انرژی‌های مورد نیاز شهری از طریق انرژی خورشیدی،‌ انقلابی در شهرنشینی در راه است

یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های مربوط به نیروگاه‌های خورشیدی برای جنوب‌غربی فلوریدا طراحی شده است. سلول‌های خورشیدی،‌ نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند و سازمان برق و قدرت فلوریدا برای ساخت یک واحد صنعتی نیروگاه خورشیدی به قدرت 75 مگاوات در یکی از شهرهای از پیش تعیین شده،‌ قرار است 350 میلیون دلار هزینه کند. این شهر که بابکوک‌رانچ نام دارد، در نزدیکی فورت‌مایر واقع شده است.

بر اساس برنامه تنظیم شده ایالت،‌ ساخت این واحد صنعتی به زودی آغاز خواهد شد. اریک سیلاگی، ‌مدیر بخش توسعه سازمان صنایع همگانی، در گفتگویی مطبوعاتی، این پروژه نیروگاه خورشیدی را بزرگ‌تر از هر پروژه دیگری در تاریخ فعالیت این سازمان دانست و در این باره گفت: « اگر مسئولان قانون‌گذار و برنامه‌ریز ایالتی گام‌های لازم را برای حرکت رو به جلو بردارند،‌ ما برای احداث یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های نیروگاه خورشیدی،‌ بسیار مشتاق هستیم.»

از سال 1387 / 2008، یک نیروگاه خورشیدی صنعتی به قدرت 60 مگاوات در کشور اسپانیا شروع به فعالیت کرده است. (هر مگا وات انرژی، معادل یک میلیون ژول انرژی در هر ثانیه است و توان تولیدی نیروگاه اسپانیا برای تامین انرژی 1.5 میلیون لامپ مهتابی معمولی کفایت می‌کند). اما اگر پروژه واحد صنعتی بابکوک‌رانچ بتواند به تولید 75 مگاوات برسد،‌ در نوع خود بزرگ‌ترین خواهد بود، ‌البته به این شرط که تا قبل از راه‌اندازی این واحد،‌ پروژه دیگری از آن پیشی نگیرد.

سازندگان این پروژه،‌ کیتسون و همکارانش،‌ امیدوارند که با ساخت این واحد صنعتی،‌ بابکوک‌رانچ اولین شهر دنیا باشد که بتواند همه انرژی مورد نیازش را از طریق انرژی تجدیدپذیر خورشیدی تامین کند.

سید کیتسون،‌ مدیرعامل شرکت کیتسون و شرکا درباره ساخت این واحد صنعتی می‌گوید:‌ «نیروگاه خورشیدی سازمان نور و قدرت فلوریدا،FBL، در شهر بابکوک‌رانچ ساخته خواهد شد. از آن‌جاکه صفحه‌های خورشیدی در سراسر شهر‌ روی سقف ساختمان‌ها نصب خواهند شد،‌ این پروژه انقلابی در توسعه انرژی پاک در فضای شهری خواهد بود.»

نماینده سازمان ملی انرژی پاک و صندوق حیات‌وحش جهان نیز از این پروژه حمایت می‌کنند و امیدوارند که این طرح بتواند روی سایر شهرهای آمریکا هم تاثیر مثبتی داشته باشد.

بر اساس خبرهای مربوط به این پروژه،‌ قرار است که بابکوک‌رانچ به سیستم بدون سیمی مجهز شود که به ساکنین شهر اجازه خواهد داد از طرفیت بسیار بالای خطوط دیجیتال استفاده کنند و از این طریق بتوانند از تکنولوژی‌های رایج یا جدید استفاده کنند. به علاوه این که از برنامه‌های تکنولوژی پاک نیز بهره‌مند خواهند شد.

شرکت کیتسون و شرکا در وب‌سایت بابکوک(http://www.babcockranchflorida.com/

)‌رانچ در مورد جزئیات این پروژه چنین نوشته است: می‌توان از طریق ایستگاه‌های تجدید شارژ، وسایل برقی را به راحتی شارژ کرد. این ایستگاه‌ها در همه جا به راحتی در دسترس خواهند بود. چراغ‌های نصب‌شده در معابر، انرژی خود را از نور خورشید دریافت خواهند کرد. شهروندان می‌توانند با استفاده از فناوری خانه‌های هوشمند،‌ هزینه‌های انرژی را کاهش دهند و خانه‌های خود را در بهترین حالت کارآمدی نگاه دارند. این در حالی است که فناوری‌های ابتکاری و انقلابی شبکه هوشمند،‌ استفاده انرژی شهر را نظارت و مدیریت خواهد کرد.

علاوه بر همه این‌ها،‌ سازمان برق و قدرت فلوریدا امیدوار است با این پروژه بتواند انرژی تولیدی نیروگاه آن‌قدر باشد بتواند انرژی بیشتر از حد نیاز نیزبه شبکه تزریق کند. شرکت کیتسون و شرکا امید دارد که شهر بابکوک‌رانچ بستری مناسب برای آزمایش‌های شرکت‌هایی شود که روی فناوری‌های پاک کار می‌کنند. کیتسون در این باره می‌گوید:‌ «برای شرکت‌ها،‌ کارکنان و خانواده‌هایی که بخواهد از امتیازات نوآوری و ابداع بهره‌مند گردند، بابکوک‌رانچ آزمایشگاهی زنده و شاداب خواهد بود.»

شهر بابکوک‌رانچ دارای 560 هزار متر مربع فضا برای فروشگاه‌ها، ‌ادارات، ‌خانه‌ها و سلول‌های خورشیدی صنعتی خواهد بود و انتظار می‌رود که حدود 2 میلیارد دلار هزینه در بر داشته باشد. هنوز قیمت 19500 خانه پیش‌بینی شده در پروژه برآورد نشده، اما به گفته شرکت کیتسون و شرکا،‌ قرار است که این خانه‌ها برای کارکنان و خانواده‌ها مقرون به صرفه باشند.

چون یکی از دوستان خواسته بود که بیشتر در مورد ساختار این سلولها توضیح بدم این کار رو انجام میدم.

همان طور که گفتم یک سلول از کنار هم قرار گرفتن دو نیمرسانای نوع p و n درست میشه.

نیمرسانای نوع n رو میشه به عنوان مثال از دو نیمرسانای Si و P ساخت.چرا که Si دارای 4 الکترون ظرفیت و P دارای 5 الکترون ظرفیت هستو با ترکیب این دو یک الکترون اضافی باقی میماند که این همان نیمرسانای نوع n هست.

اگر همون Si رو در نظر بیگیریم با ترکیب اون با Bکه دارای 3 الکترون ظرفیته میتونیم نیمرسانای نوع p داشته باشیم.که در نتیجه یک حفره یا فضای خالی به وجود میاد.

حالا اگه این دو نوع نیمرسانای رو کنار هم قرار بدیم یک سلول خورشیدی داریم .

اما مکانیسم حرکت الکترون چگونه است؟

× نور خورشید از فوتونها،یا ذرات انرژی خورشیدی ساخته شده است که این فوتونها مقادیر متغیر انرژی را شامل می شود مشابه طول مولدهای متفاوت اسپکترومهای نوری هستند.

× وقتی فوتون به یک سلول فتو ولتائیک برخورد می کند،ممکن است منعکس شود،مستقیم از میان عبور کند،یا جذب شود.فقط فتون جذب

شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می کند.وقتی که نور خورشید کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود،الکترون از اتمها جسم جا به جا می شوند.

× رفتار خاص سطح جسم در طول ساختن باعث می شود سطح جلویی سلول برای پذیرش الکترونهای آزاد بیشتر شود بنابراین الکترونها بطور طبیعی به سطح مهاجرت می کنند.

× زمانی که الکترونها موقیعت n را ترک می کنند و سوراخهایی شکل می گیرید.تعداد الکترونها زیاد است، هر کدام یک بار منفی را حمل می کنند وبه طرف جلو سطح سلول میروند ،در نتیجه عدم توازن بین سلولهای جلویی و سطوح عقبی یک پتانسیل،ولتاژ شبیه قطبهای مثبت و منفی یک باطری ایجاد می شود.وقتی که دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط می شود،الکتریسیته جریان می یابد.

پایگاه اطلاع رسانی انبوه سازان ایران اعلام کرد

محققان استرالیایی در حال ساخت شیشه ای جدید هستند که با برخورداری از ویژگی سلولهای خورشیدی ،‌ نه تنها تولید انرژی میکنه بلکه میشه از آن به عنوان نسلی جدید در ساخت ساختمانهای شیشه ای استفاده کرد.

پروفسور جان بل ازاسترالیا معتقده : چنین شیشه ای ممکنه به کاهش چشمگیر آلاینده های کربنی در آینده منجر شود. وی که با همکاری گروهی از محققان یک شرکت تکنولوژیکی در استرالیا بر روی این پروژه فعالیت می کنه در این مورد میگه: سلولهای خورشیدی که از این طریق ساخته میشند، تحول چشمگیری در کاهش هزینه های ساختمان سازی ایجاد میکنند و در عین حال میتونند به عنوان ذخیره کننده های انرژی اضافی استفاده گردند. او می گوید: حتی با فروش آنها می توان درآمدزایی کرد! این سلولهای خورشیدی شفاف ،‌رنگمایه ضعیف قرمزی دارن ولی با این حال کاملا شفاف به نظر می رسند.

این سلولها حاوی دی اکسید تیتانویم هستند که با رنگی ویژه پوشیده شده و می توانند ضریب جذب نور را افزایش بدند. انرژی خورشیدی جذب شده به وسیله این شیشه ها قابل ذخیره شدن و استفاده در گرمایش خانه ها هستن و در عین حال می تونه از تولید حرارت زیاد در خانه ها جلوگیری کنه. بدیهیه با اجرایی شدن نسل جدید شیشه ها در ساختمان سازی در آینده ای نزدیک شاهد تامین تمام انرژی های مورد نیاز در یک ساختمان توسط شیشه باشیم .

Multijunction Concentrators-1

همان طور که قبلا هم گفتم این نوع از سلولها بالاترین بازدهی را در مقایسه با دیگر سلولهایی که تا به حال ساخته شده اند دارا هستند . نوع GaAs از آن جمله است که دارای بازدهی 40.7% میباشد.

قیمت این نوع سلولها در چند سال اخیر رشد چشمگیری داشته واین هم علتی جز بالا بودن قیمت مواد اولیه اونها نداره...

Thin-Film Solar Cell-2

- Organic/Polymer Solar Cell

این نوع از نیمرساناهای آلی مانند پلیمرهای آلی ساخته میشندکه میتوان به پلی فنیلن وینیلین وموارد دیگر (copper phthalocyanine and carbon fullerenes and (fullerene derivatives such as PCBM اشاره کرد.

بازدهی این نوع لولها که از مواد آلی ساخته شده اند در مقایسه با بازدهی سلولهایی که بیس اونها از مواد غیر آلیه کمتره اما به هر حال اخیرا با پژوهشاتی که در موسسات علمی مطرح جهان مثل NREL(National Renewable Energy Laboratory) انجام شده بازده این نوع تا 6.77% ارتقا پیدا کرده..

- Silicon Thin Film

که خود این نوع به سه قسمت زیر تبدیل میشود:

1. Amorphous silicon (a-Si or a-Si:H)

2. Protocrystalline silicon or

3. Nanocrystalline silicon (nc-Si or nc-Si:H), also called microcrystalline silicon.

در فیزیک پیش دانشگاهی مختصری در مورد نیمرساناها (نوع pوn) خواندیم.اساس کار این سلولها بر همین نیمرساناهای نوع pوn استوار است.

نیمرسانای نوع n شامل الکترون آزاد ونیمرسانای نوع  p شامل یک حفره است. اگر این دو نیمرسانای نوع pو n رو با یک اتصال یا در واقع یک junction در کنار هم قرار بدیم در ناحیه اتصال بین این دوتا نیمرسانا لایه ای شامل الکترون آزاد و حفره به وجود میاد...

 وقتی نور خورشید (فوتون) به این ناحیه برخورد میکنه دو حالت ممکنه پیش بیاد..یا این فوتون نمیتونه الکتون لایه ظریت رو به لایه رسانش برسونه یا میتونه.

که در اینصورت با جریان یافتن الکترونها وحفره ها برق تولید میشه. میتوان این سلولها رو مث باتریها به شکل سری به هم بست که با این کار ما یک پنل خورشیدی ساخته ایم.

پیوند(junction) این سلولها میتونه یگانه یا چندگانه باشه(single or multiple junction)که سلولهای از نوع multiple junction  بازدهی بیشتری دارند که بعدا بیشتر در مورد انواع سلولها توضیح میدم...

پس با این حساب تئوری سلولهای خورشیدی به این شکل است:ا- فوتون حاصل از نور خورشید به پنل خورشیدی برخورد میکنه وتوسط نیمرسانای جاذب جذب میشه.

2-حرکت آزاد الکترون آزاد و حفره ها

3- ودر نهایت تولید جریان

برای شروع بهتره مختصری درباره مزیت "بودن"این سلول ها در مقایسه با دیگر منابع انرژی بگم.

(دوستان به خوبی میدونند که بسیاری از اصطلاحات تخصصی را نمیشه به معادل فارسی تبدیل کرد بنابراین بعضی وقتا چاره ای جز استفاده از لغات انگلیسی نیست..)

یکی از بزرگترین مشکلات در کشور ما اینه که انرژی به قیمت واقعی خودش فروخته نمیشه و این علاوه بر این که موجب اسراف ما میشه باعث میشه که ما کمتر تمایلی به استفاده از منابع دیگه انرژی داشته باشیم. چراکه به نظرمان میرسد با استفاده از منابع دیگر انرژی متضرر شده ایم در حالی که واقعا این طور نیست..مختصرا چند تا از مهمترین مزایای این سلولها رو ببینید:

-تصور کنید روزی تمام خطوط انتقال انرژی از قبیل شبکه برق رسانی وشبکه گازرسانی حذف بشه (هزینه هایی که صرف ساخت و نگهداری این شبکه ها میشه رو در نظر بگیرید) و به جای این شبکه ها هر خانه ای از برق تولیدی سلولهای پشت بام یا پنجره های خود استفاده کند.

این موضوع یک حالت ایده آل نیست چرا که در بعضی از کشورها برق مناطق محروم که برای رساندن انرژی به اونها باید هزینه زیادی صرف بشه از این روش تولید میشه... برای توضیح بیشتر اینو هم بگم که برق مازاد بر نیاز برای جبران نبود خورشید در شب هنگام یا مواقع ابری استفاده میشه.این برق مازاد در باتریهای شیمیایی که به این منظور ساخته شده ذخیره میشود.

-مطمئنا اگر بخاهیم آلودگی ناشی از سوزاندن سوختهای فسیلی برای تولید برق رو اندازه بگیریم با عدد خیلی بزرگی مواجه میشیم که خود این باعث میشه برق از کلمون بپره!!!در حالی که سلولهای.........

-هر چند قیمت این سلولها بالاست (فعلا) اما بازگشت سرمایه (payback) این سلولها گاهی اوقات (با توجه به راندمان آنها) به کمتر از یکسال میرسد..

به هر حال تمام تلاش هایی که در بسیاری از پژوهشکده های جهان در این باب انجام میشه برای کاهش قیمت ،افزایش بازدهی،افزایش عمر،کاهش payback میباشد.   

با یاد خدا برای آشنا کردن بیشتر دوستان با سلولهای خورشیدی (و موضوعات مرتبط) این وبلاگ رو افتتاح میکنم.

مطمئنا نظرات شما در ارتقا کیفیت این وبلگ نقش شگرفی دارد...

متشکرم