منو
 صفحه های تصادفی
فلسفه وجودی حروف مقطعه
آموزش صحبت کردن به کر و لال‌ها
نقش و اهمیت فناوری اطلاعات در صنعت نفت
پایتخت زندیان
زيرگروه خارج‌قسمتي
انسان شناسی اومانیستی و بینش دینی
سیستم های فاصله گذاری و خر پای متناوب
خاندان های ایرانی
لذت معنوى
لیزر الکترون آزاد
 کاربر Online
541 کاربر online
تاریخچه ی: باتری خورشیدی

!نگاه اجمالی
باتری خورشیدی یا سلولهای فوتو ولتایی ابزارهایی الکترونیکی هستند که با استفاده از ((پدیده فوتو ولتائیک)) ، نور یا ((فوتون)) را مستقیما به ((جریان الکتریکی|جریان)) و ((ولتاژ|ولتاژ الکتریکی)) تبدیل می‌کنند. دانشمندان اولین باتری خورشیدی را در سال 1954 ، با استفاده از ماده نیمه رسانای ((سیلیسیوم)) ، در آزمایشگاههای تلفن بل ساختند.
!سیر تحولی و رشد
دانشمندان و مهندسان بلافاصله به ارزش باتریهای خورشیدی برای تأمین انرژی ماهواره‌ها پی‌بردند، زیرا این باتریها جرم کمی دارند و هیچ بخش متحرک مکانیکی ندارند. نخستین ماهواره آمریکایی در فضا به باتریهای خورشیدی از جنس سیلیسیوم مجهز شد. و امروزه هم سلول فوتو ولتایی سیلیسیومی هنوز منبع قدرت همه ((سفینه فضایی|سفینه‌های فضایی)) هستند. البته در این میان کاوشگرهایی که به فراسوی ((منظومه شمسی)) و مکان میانی که نور خورشید در آنجا ضعیف است رهسپار می‌شوند، استثنا هستند.
!تهیه باتری خورشیدی
باتری خورشیدی اولیه از تک بلور سیلیسیوم (__Si__) ساخته می‌شد که روی صفحات تختی کنار هم قرار می‌گرفت. کاربرد این روش ، برای مصارف عمومی و تولید انرژی در فضایی بزرگ ، بسیار گران تمام می‌شود. هر چند ماده خام __SiO2__ برای تهیه __Si__ فراوان است، اما پالایش شن و خالص سازی کافی __Si__ برای تهیه باتریهای خورشید پر هزینه است. برش قطعات بلوری منفرد به صورت قطعه‌ نازکی که __ویفر__ نام دارند، نیازمند بریدن با الماس ، پرداخت بیشتر و بالاخره چندین عمل اضافی برای افزودن ناخالصیهای مناسب است.
!کاهش هزینه ساخت
یک روش ممکن برای کاهش هزینه ، که در مورد بلوری گران قیمت نظیر __Si__ و اخیرا گالیوم ارسنید (__GuAs__) ، استفاده از عدسی بزرگ و ارزان قیمت ((عدسی فرنل|فرنل)) برای تمرکز نور روی سلول کوچک است. ضرایب تمرکز 25 تا 1000 با موفقیت بکار گرفته شده است. اگر چه طراحی تمرکز دهنده‌ها نیاز به ردگیری دو بعدی وضعیت خورشید در طول روز است.
!استفاده از مواد در باتری خورشیدی
طرح بسیار نوید بخش دیگری برای سلول فوتو ولتایی ، کاربرد ورقه‌های فیلمهای بسیار نازکی است که روی مواد نظیر ((شیمی شیشه|شیشه)) یا ((فولاد|فولاد زنگ نزن)) نشانده می‌شوند. سه ماده که به صورت ورقه‌های نازک (به ضخامت تقریبی 1 تا 3 میکرومتر) نتایج فوتوولتایی خوبی بدست داده‌اند. عبارتند از: سیلیسیوم هیدروژن دار آدورف (__α - Si:H__) ، سی اندپوم دی سلیند (__CuLnSe2__ یا بطور ساده __CIS__) و کادمیوم تلورید (__CdTe__). ماده‌ __α - Si:H__ به صورت ورقه‌های نازک با ساختار آمورف ، ساختار چند بلوری با دانه‌هایی به صورت ورقه‌های نازک با ساختار بلوری با دانه‌هایی به اندازه حدود 1 میکرومتر کاربرد دارند.
!خورشید فوتو ولتایی در باتری خورشیدی CdTe
فرآیند فوتو ولتایی در باتری خورشید __CdTe__ در شکل زیر داده شده است. هر کوانتوم نور (فوتون) دارای انرژی __hv__ است که در آن __h__ ((ثابت پلانک)) و __v__ بسامد نور است. (__υ = C/λ__) که در آن __C__ سرعت نور و __λ__ طول موج نور است). چنانچه انرژی فوتون بیشتر از گاف انرژی ((مواد نیم رسانا|نیم رسانا)) (فاصله میان نوارهای نوارهای ظرفیت و رسانش) باشد، به آن صورت فوتون جذب ماده می‌شود و الکترونی را از نوار ظرفیت برانگیخته می‌کند و به نوار رسانش می‌برد که الکترون در آنجا می‌تواند آزادانه درون بلور به حرکت در آید.

الکترون بار منفی دارد، اما حفره ایجاد شده در نوار ظرفیت دارای بار مثبت است. وقتی که الکترون حفره به سرعت از هم جدا نشوند، الکترون جذب حفره مثبت می‌شود و بدون ایجاد هیچ جریانی نابود خواهد شد. بنابراین لازم است که ((میدان الکتریکی)) برای جداسازی بارها برقرار شود. این کار با افزودن مقدار کمی ناخالصی آلاییده به نیم رسانا و ایجاد پیوندگاهی میان مناطق نوع __n__ (که ذرات حامل بار در آن بار منفی دارند) و نوع __p__ (که با ذرات حامل در آن مثبت است) انجام می‌شود، شکل 1 پیوند ناهمگنی را نشان می‌دهد که کادمیوم سولفید (__CdS__) نوع __n__ و کادمیوم تلورید (__CdTe__) نوع __p__ تشکیل شده است.

هنگامی که فوتون ، زوجهای الکترون - حفره را در نزدیکی این پیوندگاه __n - p__ که در آن میدان الکتریکی قوی برقرار است ایجاد کند، فرآیند فوتو ولتایی بیشترین بازدهی را خواهد داشت. باتری خورشیدی در این حال حفظ به اتصال های فلزی نیاز دارد. تا با سیم هایی که به جریان الکتریکی در وسیله ای خارجی امکان عبور می دهند مرتبط شود. برای باتری __CdS/CdTe__ ، اکسید قلع (SnO2) به عنوان اکسید رسانشی شفاف (__TCO__) برای اتصال به __CdS__ نیز ((نیکل)) ، ((گرانیت)) ، یا ((طلا)) برای اتصال __CdTe__ کاربرد دارند.
!مزیت یا بازده باتریهای خورشیدی
باتری خورشیدی معمولا ولتاژهای قله‌ای تولید می‌کند که تقریبا معادل دو سوم ((گاف انرژی نیم رسانا)) است. گاف انرژی بهینه برابر 1.0 ev و 1.7 ev است. در روز صاف و هنگامی که آفتاب بالای سر است شدت نور خورشید تقریبا برابر 1000 w/m² است. مدول خورشیدی با بازدهی 10% ، در روز آفتابی توانی در حدود 100 ولت تولید می‌کند. با تابش خورشیدی بدون ابر ، در حد متوسط 6 ساعت در روز ، تعدادی مدول خورشیدی با مساحت 60 متر مربع تقریبا 1000 کیلو وات ساعت برق در هر ماه تولید می‌کند، این در همان حدود مقدار مصرفی است که در خانواده‌های کشورهایی مانند ایالات متحده آمریکا دارد.
!مباحث مرتبط با عنوان
*((پدیده فوتو الکتریک))
*((پدیده فوتو ولتائیک))
*((دزدگیر))
*((سلول فوتوالکتریک))
*((سیلیسیوم))
*((عدسی فرنل))
*((فوتوسل نیم رسانا))
*((فوتون))
*((کلید فوتوسل))
*((کوره آفتابی))
*((مواد نیم رسانا))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 یکشنبه 09 بهمن 1384 [07:25 ]   6   مجید آقاپور      جاری 
 یکشنبه 09 بهمن 1384 [07:19 ]   5   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 یکشنبه 09 بهمن 1384 [07:09 ]   4   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 یکشنبه 09 بهمن 1384 [07:06 ]   3   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 یکشنبه 09 بهمن 1384 [07:02 ]   2   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 چهارشنبه 02 شهریور 1384 [17:58 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..