Numele cuvantului fotovoltaic inseamna compozitia cuvantului grecesc pentru lumina si numele fizicianului Allessandro Volta, iar mai multe detalii despre panourile fotovoltaice si puteti descoperi in cele ce urmeaza. Este un articol interesant, care va aduce o multime de informatii utile la cunostinta, deci cu siguranta merita sa cititi pana la final.

Asadar, atunci cand discutam despre panouri solare fotovoltaice precizam faptul ca conversia are loc prin intermediul celulelor solare. Procesul de transformare a soarelui in energie electrica se bazeaza pe efectul fotoelectric, care a fost descoperit de Alexander Bequerel in 1839. Termenul de efect foto descrie eliberarea purtatorilor de sarcina pozitiva si negativa intr-un corp solid prin iradierea luminii.

Fotovoltaic – asa functioneaza celula solara

O celula solara este fabricata din diverse materiale semiconductoare. Acestea sunt substante care devin conductoare electric atunci cand sunt expuse la caldura sau lumina. La temperaturi mai scazute, materialele semiconductoare au un efect izolator.

Siliciul (Si) se remarca in special ca material semiconductor, deoarece are avantajul de a fi disponibil in cantitati suficiente. Siliciul este al doilea cel mai frecvent element din scoarta terestra.

Un total de 95% din toate celulele produse in lume pentru producerea energiei solare sunt fabricate din siliciu. Spre deosebire de alte materiale semiconductoare, prelucrarea siliciului poate fi conceputa pentru a fi ecologica.

Producerea celulelor solare

In timpul procesului de fabricatie, materialul semiconductor este mai intai „dopat”. Dopajul trebuie inteles astfel incat elementele chimice ale siliciului sunt introduse intr-un mod definit. Cu ele, se poate obtine fie un exces de purtator de sarcina pozitiv (stratul semiconductor cu conductoare p), fie un exces negativ de purtator de sarcina (stratul de semiconductor cu conducere n). Daca se formeaza doua straturi semiconductoare dopate diferit, jonctiunea pn este creata la limita stratului superior.

Tocmai la acest strat de limita superioara se dezvolta un camp electric in interior. Acest camp electric duce la faptul ca are rol in ceea ce priveste o separare a incarcaturii atunci cand este expus luminii directe.

Tensiunea electrica este preluata prin intermediul contactelor metalice. Daca acest circuit extern este inchis, de exemplu de catre un consumator de energie electrica, curge continuu.

Celulele unei celule solare, care este realizata din siliciu, au o dimensiune de aproximativ 10 cm x 10 cm, uneori poate avea si 15 cm x 15 cm. Stratul antireflexiv transparent aplicat serveste in primul rand pentru protejarea celulei. Cu toate acestea, stratul antireflex are si alte avantaje. Pierderea de reflexie pe suprafata celulei este redusa, de exemplu.

Fotovoltaic – proprietati ale celulei solare

Tensiunea care poate fi exploatata pe o celula solara depinde in primul rand de materialul semiconductorului incorporat. De exemplu, este de 0,5 volti atunci cand se utilizeaza materialul semiconductor de siliciu.

Tensiunea de prindere este doar usor dependenta de iradierea luminii. Cu o iluminare mai mare, pe de alta parte, intensitatea curenta creste. O celula de siliciu de 100 cm² obtine o valoare de aproximativ 2 amperi la o intensitate maxima de curent de 1000 wati pe metru patrat.

Productia respectiva a unei celule solare depinde totusi de temperatura. In timp ce temperaturile mai ridicate ale celulei conduc la un spectru de putere mai scazut si un nivel de eficienta mai scazut asociat, temperaturile mai scazute ale celulei duc la un spectru de putere mai mare si un nivel bun de eficienta asociat. Eficienta indica cat de mult din lumina incidenta poate fi transformata in energie utilizabila.

Diferite tipuri de celule de la fotovoltaice

Pentru a ajunge la partea de jos a intrebarii care tipuri de celule exista, trebuie mai intai sa stim ca tipurile de celule sunt in general impartite in monocristaline, policristaline si amorfe.

Pentru producerea de celule de siliciu monocristaline este necesar un material semiconductor de inalta puritate. In acest scop, tijele monocristale sunt extrase din topitura de siliciu. Acestea sunt apoi taiate in felii subtiri de placute semiconductoare. Acest tip de productie garanteaza un nivel relativ ridicat de eficienta pentru fiecare celula.

Cu toate acestea, productia de celule policristaline este mai rentabila. Siliciul lichid este turnat in blocuri. Acestea sunt apoi taiate in felii. In timpul procesului de solidificare a materialului, in cristale se formeaza structuri de diferite dimensiuni. Defectele pot aparea la limitele acestor structuri cristaline. Ca urmare, aceste defecte au o eficienta mai mica a celulei solare.

Daca stratul de siliciu se depune pe sticla sau pe alte materiale care contin substrat, se numeste celula cu film subtire sau celula amorfa. Grosimea stratului este mai mica de 1 µm. Se pot calcula costurile de productie in aceasta zona, si se poate vedea ca sunt chiar mai mici decat costurile de fabricare a celulelor policristaline pur si simplu din cauza costurilor materiale deosebit de mici.

Eficienta celulelor amorfe este, prin urmare, chiar mai mica decat cea a celulelor policristaline sau monocristaline. Celulele amorfe sunt utilizate in special in domeniul de putere redusa.

De la crearea celulei pana la modulul solar terminat

Celulele solare individuale sunt conectate si interconectate pentru a forma unitati mai mari. Acest lucru asigura ca tensiunea sau puterea potrivita pot fi intotdeauna asigurate pentru cele mai variate domenii de aplicare. O tensiune mai mare poate fi obtinuta cu ajutorul unei conexiuni in serie. Daca conectati celulele solare individuale in paralel, rezultatul este o putere mai mare.

Celulele solare interconectate sunt in mare parte incorporate in module transparente de etilena-vinil-acetat. Cadrul modulelor este realizat optional din aluminiu sau otel inoxidabil. Partea frontala a modulului este acoperita transparent, adesea cu sticla.