الطاقة الشمسية هي مصدر لا ينضب من الطاقة المتجددة للبشرية، ولها مكانة هامة في استراتيجيات الطاقة طويلة المدى للبلدان في جميع أنحاء العالم.يعتمد توليد الطاقة عبر الأغشية الرقيقة على رقائق الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة التي تكون خفيفة ورقيقة ومرنة، بينما يتمتع توليد الطاقة من السيليكون البلوري بكفاءة عالية في تحويل الطاقة، ولكن يجب أن تكون الألواح سميكة بدرجة كافية.لذلك نركز اليوم على مزايا وعيوب توليد الطاقة من الأغشية الرقيقة وتوليد الطاقة من السيليكون البلوري.
I. مزايا توليد الطاقة من خلال الأغشية الرقيقة
بطارية رقيقة ذات مواد أقل، وعملية تصنيع بسيطة، واستهلاك أقل للطاقة، وإنتاج مستمر لمساحات كبيرة، ويمكن استخدام مواد منخفضة التكلفة مثل الزجاج أو الفولاذ المقاوم للصدأ كركيزة.لقد طورت بطاريات الأغشية الرقيقة الآن مجموعة متنوعة من الطرق التقنية، بما في ذلك تكنولوجيا الطاقة الشمسية ذات الأغشية الرقيقة CIGS (سيلينيد النحاس والإنديوم الغاليوم)، وحققت تكنولوجيا الوحدات الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة المرنة معالم بارزة، وتضيق الفجوة بين معدل التحويل الكهروضوئي لبطاريات السيليكون البلورية تدريجيًا .
تتمتع خلايا الأغشية الرقيقة باستجابة أفضل للضوء المنخفض وستضيق الفجوة بين توليد الطاقة في اليوم الغائم والمشمس، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيق في محطات الطاقة الكهروضوئية الصحراوية.كما أنها أكثر ملاءمة لبناء الملاجئ المنزلية وبيوت الشمس.الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة باعتبارها المكونات الرئيسية للنظام الكهروضوئي، يمكن أن تكون جيدة جدًا لتحقيق تكامل المباني الكهروضوئية.
ثانيا.عيوب توليد الطاقة من خلال الأغشية الرقيقة
معدل التحويل الكهروضوئي للخلايا ذات الأغشية الرقيقة منخفض، بشكل عام حوالي 8٪ فقط.إن الاستثمار في المعدات والتكنولوجيا الخاصة بخلايا الأغشية الرقيقة هو عدة أضعاف ما هو الحال في خلايا السيليكون البلورية، كما أن إنتاج وحدات الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة ليس جيدًا كما ينبغي، ومعدل إنتاج وحدات خلايا الأغشية الرقيقة المصنوعة من السيليكون غير/البلوري الدقيق حاليا حوالي 60٪ فقط، ومجموعات الخلايا CIGS الشركات المصنعة السائدة هي فقط إلى 65٪.بالطبع، مشكلة العائد، طالما وجدت منتجات العلامة التجارية ذات الجودة المهنية المناسبة للأغشية الرقيقة ستكون قادرة على حل المشكلة.
ثالثا.مزايا توليد الطاقة من السيليكون البلوري
معدل التحويل الكهروضوئي لخلايا السيليكون البلورية أعلى، وقد وصل معدل تحويل خلايا السيليكون البلورية المحلية إلى 17% إلى 19%.لقد تطورت تكنولوجيا بطاريات السيليكون البلورية بشكل أكثر نضجًا، ولا تحتاج الشركات إلى تحول تقني متكرر.إن الاستثمار في معدات خلايا السيليكون البلورية منخفض، ويمكن للمعدات المحلية أن تلبي بالفعل معظم احتياجات خطوط إنتاج الخلايا.
ميزة أخرى لتكنولوجيا السيليكون البلوري هي عملية الإنتاج الناضجة.في الوقت الحاضر، يمكن لمعظم مصنعي خلايا السيليكون أحادية البلورات تحقيق معدل إنتاج يبلغ 98% أو أكثر، في حين أن معدل إنتاج خلايا السيليكون متعدد البلورات يزيد أيضًا عن 95%.
رابعا.عيوب توليد الطاقة من السيليكون البلوري
سلسلة الصناعة معقدة، وقد لا يتم تخفيض التكلفة بشكل كبير.تتقلب تكلفة المواد الخام على نطاق واسع، وفي السنوات الأخيرة كانت السوق الدولية بمثابة رحلة متقلبة للبولي سيليكون.وبالإضافة إلى ذلك، فإن صناعة السيليكون هي صناعة شديدة التلوث وتستهلك الطاقة، وهناك خطر تعديل السياسات.
ملخص
تتكون خلايا السيليكون البلورية بشكل أساسي من مواد السيليكون، التي تحتوي على رقائق سيليكون البورون والأكسجين بعد ظهور الضوء بدرجات متفاوتة من الاضمحلال، كلما زاد محتوى البورون والأكسجين في رقاقة السيليكون في ظروف الحقن الخفيفة أو الحالية الناتجة عن البورون والأكسجين معقدة، وكلما زاد حجم الحد من الحياة أكثر وضوحا.بالمقارنة مع الخلايا الشمسية السيليكونية البلورية، فإن الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة لا تتطلب استخدام مواد السيليكون، وهي نوع من الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة، التوهين صفر.
لذا فإن منتجات الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلورية بعد بضع سنوات من الاستخدام، ستكون هناك درجات متفاوتة من تسوس الكفاءة، مما لا يؤثر فقط على إيرادات توليد الطاقة، ولكن أيضًا على تقصير عمر الخدمة.الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة باعتبارها الجيل الثاني من معدات توليد الطاقة الكهروضوئية المستخدمة على نطاق واسع في البلدان المتقدمة حول العالم، وسعرها أغلى قليلاً بالفعل من الخلايا الشمسية السيليكونية البلورية في الوقت الحاضر، ولا يمكن أن يكون هناك أي توهين، وعمر خدمة طويل وخصائص أخرى محددة، وستكون القيمة الناتجة عن الاستخدام طويل الأمد أعلى.
وقت النشر: 16 ديسمبر 2022