ویژگی های سلول خورشیدی و پارامترهای سلول خورشیدی

سلب سلولی واحد پایه‌ای در سیستم تولید انرژی خورشیدی است که انرژی الکتریکی مستقیماً از انرژی نوری بدون هیچ فرآیند میانی استخراج می‌شود. عملکرد یک سلب سلولی به طور کامل به اثر فتوولتائیک آن بستگی دارد، بنابراین یک سلب سلولی همچنین با عنوان سلول فتوولتائیک شناخته می‌شود. یک سلب سلولی عموماً یک دستگاه نیمه‌رسانا است. سلب سلولی در حالی که نور بر آن می‌تابد، برق تولید می‌کند و ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بین دو سر سلول به ۰.۵ ولت ثابت شده و تقریباً مستقل از شدت نور ورودی است، در حالی که ظرفیت جریان سلول تقریباً متناسب با شدت نور ورودی و همچنین مساحتی که به نور قرار دارد، است. هر یک از سلب‌های سلولی یک ترمینال مثبت و یک ترمینال منفی دارند مانند تمامی انواع سلول‌های باتری. معمولاً یک سلب یا سلول فتوولتائیک دارای تماس جلویی منفی و تماس عقبی مثبت است. یک اتصال p-n نیمه‌رسانا در میان این دو تماس قرار دارد.

در حالی که نور خورشید بر روی سلول می‌تابد، برخی از فوتون‌های نور توسط سلب سلولی جذب می‌شوند. برخی از فوتون‌های جذب شده انرژی بیشتری نسبت به اختلاف انرژی بین باند والانس و باند رسانایی در بلور نیمه‌رسانا دارند. بنابراین، یک الکترون والانسی از یک فوتون انرژی دریافت می‌کند و به حالت برانگیخته در می‌آید و از پیوند خارج شده و یک جفت الکترون-حفره ایجاد می‌کند. این الکترون‌ها و حفره‌های جفت e-h به ترتیب الکترون‌ها و حفره‌های نور-تولید شده نامیده می‌شوند. الکترون‌های نور-تولید شده نزدیک به اتصال p-n به سمت n-نوع اتصال به دلیل نیروی الکترواستاتیک میدان موجود در اتصال مهاجرت می‌کنند. به همین ترتیب، حفره‌های نور-تولید شده نزدیک به اتصال نیز به سمت p-نوع اتصال به دلیل همان نیروی الکترواستاتیک مهاجرت می‌کنند. به این ترتیب، یک اختلاف پتانسیل بین دو سمت سلول ایجاد می‌شود و اگر این دو سمت با یک مدار خارجی متصل شوند، جریان از ترمینال مثبت به ترمینال منفی سلب سلولی شروع به جریان خواهد کرد. این اصول اساسی عملکرد یک سلب سلولی بود. حالا ما درباره پارامترهای مختلف یک سلب یا سلول فتوولتائیک صحبت خواهیم کرد که بر اساس آن‌ها رتبه‌بندی یک پانل خورشیدی تعیین می‌شود. در زمان انتخاب یک سلب سلولی خاص برای پروژه خاص، ضروری است که با رتبه‌بندی‌های یک پانل خورشیدی آشنا باشیم. این پارامترها به ما می‌گویند که چقدر یک سلب سلولی قادر است نور را به برق تبدیل کند.

جریان کوتاه‌مدار سلب سلولی

حداکثر جریانی که یک سلب سلولی می‌تواند بدون آسیب رساندن به ساختار خود تحویل دهد. این مقدار با کوتاه‌مدار کردن ترمینال‌های سلول در شرایط بهینه‌سازی شده برای تولید خروجی حداکثری اندازه‌گیری می‌شود. اصطلاح شرایط بهینه‌سازی را استفاده کردم زیرا برای سطح معرض سلول ثابت، نرخ تولید جریان در یک سلب سلولی نیز به شدت نور و زاویه‌ای که نور بر سلول می‌تابد، بستگی دارد. چون تولید جریان نیز به سطح معرض سلول به نور بستگی دارد، بهتر است حداکثر چگالی جریان به جای حداکثر جریان بیان شود. حداکثر چگالی جریان یا چگالی جریان کوتاه‌مدار رتبه‌بندی نیست، فقط نسبت حداکثر یا جریان کوتاه‌مدار به سطح معرض سلول است.

که در آن، Isc جریان کوتاه‌مدار، Jsc حداکثر چگالی جریان و A مساحت سلب سلولی است.

ولتاژ بازمدار سلب سلولی

این مقدار با اندازه‌گیری ولتاژ بین ترمینال‌های سلول در حالتی که هیچ باری به سلول متصل نیست، تعیین می‌شود. این ولتاژ به تکنیک‌های تولید و دما بستگی دارد اما به شدت نور و مساحت معرض سطح تا حد زیادی بستگی ندارد. معمولاً ولتاژ بازمدار یک سلب سلولی تقریباً برابر با ۰.۵ تا ۰.۶ ولت است. معمولاً با Voc نشان داده می‌شود.

نقطه قدرت حداکثری سلب سلولی

حداکثر قدرت الکتریکی که یک سلب سلولی می‌تواند در شرایط تست استاندارد خود تحویل دهد. اگر ما مشخصه‌های v-i یک سلب سلولی را رسم کنیم، قدرت حداکثر در نقطه پیچشی نمودار مشخصه رخ خواهد داد. این در مشخصه‌های v-i سلب سلولی با Pm نشان داده می‌شود.

جریان در نقطه قدرت حداکثری

جریانی که در آن قدرت حداکثر رخ می‌دهد. جریان در نقطه قدرت حداکثری در مشخصه‌های v-i سلب سلولی با Im نشان داده می‌شود.

ولتاژ در نقطه قدرت حداکثری

ولتاژی که در آن قدرت حداکثر رخ می‌دهد. ولتاژ در نقطه قدرت حداکثری در مشخصه‌های v-i سلب سلولی با Vm نشان داده می‌شود.

ضریب پرکننده سلب سلولی

نسبت بین حاصل‌ضرب جریان و ولتاژ در نقطه قدرت حداکثری به حاصل‌ضرب جریان کوتاه‌مدار و ولتاژ بازمدار سلب سلولی.

کارایی سلب سلولی

این مقدار به عنوان نسبت بین حداکثر خروجی برقی و انرژی تابشی ورودی به سلول تعریف می‌شود و به صورت درصد بیان می‌شود. فرض می‌شود که تابش خورشیدی بر روی زمین حدود ۱۰۰۰ وات بر متر مربع است، بنابراین اگر مساحت معرض سطح سلول A باشد، جمعیت تابشی کل روی سلول ۱۰۰۰A وات خواهد بود. بنابراین کارایی یک سلب سلولی می‌تواند به صورت زیر بیان شود

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.