Güneş Hücrenin Özellikleri ve Güneş Hücre Parametreleri

Güneş hücresi, elektrik enerjisinin herhangi bir ara süreç olmadan ışık enerjisinden doğrudan elde edildiği güneş enerji üretim sisteminin temel birimidir. Bir güneş hücresinin çalışması tamamen fotoelektrik etkiye bağlıdır, bu nedenle bir güneş hücresi aynı zamanda fotoelektrik hücre olarak da bilinir. Güneş hücresi temel olarak bir yarı iletken cihazdır. Işık hücreye çarptığında elektrik üretir ve hücrenin uçlarındaki gerilim veya potansiyel fark sabit 0,5 volt olarak belirlenir ve bu, düşen ışığın yoğunluğundan bağımsızdır. Ancak hücrenin akım kapasitesi, düşen ışığın yoğunluğuna ve ışığa maruz kalan alana proporsiyonaldır. Her bir güneş hücresi, diğer tüm tip batarya hücreleri gibi, bir pozitif ve bir negatif uçtan oluşur. Genellikle bir güneş veya fotoelektrik hücresinde negatif ön temas ve pozitif arka temas bulunur. Bu iki temas arasında bir yarı iletken p-n bağlantısı bulunmaktadır.

Işık hücreye düştüğünde, ışığın bazı fotonları güneş hücresi tarafından soğunur. Soğunan fotonların bazıları, yarı iletken kristaldeki valans bandı ve iletim bandı arasındaki enerji boşluğundan daha fazla enerjiye sahip olabilir. Bu nedenle, bir valans elektronu bir fotonun enerjisini alır, heyecanlanır ve bağdan atlayarak bir elektron-kuzağa çift oluşturur. Bu elektronlar ve e-k çiftlerine ışık tarafından üretilmiş elektronlar ve kuzağa denir. P-n bağlantısına yakın olan ışık tarafından üretilmiş elektronlar, bağlantının n-tip tarafına elektrostatik kuvvet sebebiyle geçiş yapar. Benzer şekilde, bağlantıya yakın oluşturulan ışık tarafından üretilmiş kuzağa, aynı elektrostatik kuvvet sebebiyle p-tip tarafına geçer. Bu şekilde hücrenin iki tarafı arasında bir potansiyel fark kurulur ve bu iki taraf dış bir devre ile bağlanırsa, güneş hücresinin pozitif terminalinden negatif terminaline doğru akım başlar. Bu, bir güneş hücresinin temel çalışma prensiydi, şimdi bir güneş veya fotoelektrik hücresinin derecelendirilmesine bağlı olan farklı parametreler hakkında konuşacağız. Belirli bir projeye yönelik bir güneş hücresi seçerken, bir güneş panelinin derecelendirmesini bilmek önemlidir. Bu parametreler, bir güneş hücresinin ışığı elektrige nasıl çevirebileceğini gösterir.

Güneş Hücresinin Kısa Devre Akımı

Bir güneş hücresinin zarar vermeden sağlayabilecek en yüksek akımdır. Bu, hücrenin maksimum çıktıyı üretme için en optimize durumunda hücresinin uçlarını kısa devre ederek ölçülür. Burada "optimize durum" ifadesini kullandım çünkü sabit bir maruz kalma yüzeyi için bir güneş hücresindeki akım üretim oranı, ışığın yoğunluğu ve ışığın hücreye düşme açısına bağlıdır. Akım üretiminin ayrıca ışığa maruz kalan hücre yüzey alanına bağlı olması nedeniyle, maksimum akım yoğunluğu yerine maksimum akımı ifade etmek daha iyidir. Maksimum akım yoğunluğu veya kısa devre akım yoğunluğu derecelendirmesi, maksimum veya kısa devre akımının maruz kalan hücre yüzey alanına oranıdır.

Burada, Isc kısa devre akımı, Jsc maksimum akım yoğunluğu ve A güneş hücresinin alanıdır.

Güneş Hücresinin Açık Devre Gerilimi

Bu, hücreye herhangi bir yük bağlı olmadığında hücrenin uçlarına gerilim ölçerek hesaplanır. Bu gerilim, imalat tekniklerine ve sıcaklıkta değişebilir, ancak ışığın yoğunluğu ve maruz kalma yüzey alanı üzerinde pek çok etkiye sahip değildir. Genellikle güneş hücresinin açık devre gerilimi yaklaşık 0,5 ila 0,6 volt arasındadır. Genellikle Voc ile gösterilir.

Güneş Hücresinin Maksimum Güç Noktası

Bir güneş hücresinin standart test koşullarında sağlayabileceği maksimum elektriksel güce verilen isimdir. Eğer bir güneş hücresinin v-i karakteristiklerini çizmemiz gerekirse, maksimum güç karakteristik eğrinin dönüm noktasında gerçekleşecektir. Bu, güneş hücresinin v-i karakteristiklerinde Pm ile gösterilir.

Maksimum Güç Noktasındaki Akım

Maksimum güç gerçekleştiği akımdır. Maksimum Güç Noktasındaki Akım, güneş hücresinin v-i karakteristiklerinde Im ile gösterilir.

Maksimum Güç Noktasındaki Gerilim

Maksimum güç gerçekleştiği gerilimdir. Maksimum Güç Noktasındaki Gerilim, güneş hücresinin v-i karakteristiklerinde Vm ile gösterilir.

Güneş Hücresinin Doldurma Faktörü

Maksimum güç noktasındaki akım ve gerilimin ürünü ile kısa devre akımının ve açık devre geriliminin ürünü arasındaki orandır.

Güneş Hücresinin Verimliliği

Hücreye giren radyasyon gücüne göre hücrenin sağlayabileceği maksimum elektriksel güç oranıdır ve yüzde olarak ifade edilir. Dünya üzerindeki radyasyon gücünün yaklaşık 1000 watt/metrekare olduğu düşünüldüğünde, hücrenin maruz kalma yüzey alanı A ise, hücreye düşen toplam radyasyon gücü 1000 A watt olacaktır. Bu nedenle, bir güneş hücresinin verimliliği şu şekilde ifade edilebilir:

Açıklama: Orijinali saygılıyorum, iyi makaleler paylaşmaya değer, telif hakkı ihlali varsa lütfen silin.