انرژی خورشیدی یکی ازمنابع تأمن انرژی رایگان ، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از دیرباز به روش های گوناگونی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. بحران انرژی در سالهای اخیر ، کشورهای جهان را بر آن داشت که با مسائل مربوط به انرژی برخورد متفاوت نمایند که در این میان جایگزینی انرژی های فسیلی با انرژی های تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی به منظور کاهش و صرفه جویی در مصرف انرژی با استقبال فراوانی روبه رو شده است.
اثر فتوولتایک منشاء یک ولتاژ و جریان در عنصری است که در برابر تابش نور قرار دارد. فتوون های موجود در نور در این پدیده باعث آزاد شدن الکترون ها می شوند.
ساختار سلول خورشیدی
- سلول تک پیوندی: از یک عنصر نیمه هادی استفاده می کند و به دو دسته معمولی و صفحه نازک تقسیم می شوند.
ساختار آن عبارت است از: محفظه (جداکننده سلول از محیط بیرون) ، شبکه اتصال (رسانایی که وظیفه جمع آوری حامل ها را دارد) پوشش ضدانعکاس (جلوگیری از انعکاس نور خورشید از سطح سلول) ، سلیکون نوع N، سلیکون نوع P صفحه هادی زیرین.
از آن جایی که در ساختار سلول های خورشیدی نیمه هادی ها نقش مهمی دارند بنابراین نیاز به عناصری است که گاف انرژی مناسبی داشته باشند. گاف انرژی، مقدار انرژی لازم برای انتقال الکترون از لایه ظرفیت به لایه هدایت است.
سلیکون بین نیمه هادی کمترین مقدار گاف انرژی دارد البته گاف انرژی ژرمانیوم از سلیکون کمتر است اما چون سلیکون در پوسته زمین فراوان تر است، از آن در ساختار سلول خورشیدی استفاده می شود.
در شبکه بلوری سیلیکون خالص، هر اتم سلیکون از 4 اتم دیگر متصل است تا لایه آخر هر سلیکون 8 الکترونی شود. اما سلیکون خالص رسانای ضعیف الکتریکی است به این دلیل برای استفاده در سلول خورشیدی آن را با عناصر فسفر، آرسنیک ، بور ترکیب می کنند تا نیمه هادی ها نوع P , N تشکیل شود.
1-1 مقدمه 3
1-2 تعریف 3
1-3 تاریخچه 3
1-4 ساختار سلول خورشیدی 4
1-4-1 سلول تک پیوندی 4
1-5 مزیت سلیکون 5
1-6 سلول چند پیوندی 7
1-7 اتصال تونلی 9
1-8 لایه پنجره ای و لایه زیرین 10
1-9 نحوه عملکرد سلول خورشیدی 10
1-10مدار معادل سلول خورشیدی 12
1-11معادله مشخصه 12
فصل دوم: انواع سلول خورشیدی
2-1 مقدمه 15
2-2 سلول های مبتنی بر کریستال سیلیکونی 15
2-2-1 سیلیکون تک کریستالی 15
2-2-2 سیلیکون چند کریستالی 16
2-2-3 String Ribbon 16
2-3 سلول های خورشیدی مبتنی بر سلیکون لایه نازک غیرکریستالی 17
2-3-1 Amorphous Silicon 17
2-4 کادمیوم- تلوروید 18
2-5 مس ایندیم گالیوم سلنید 18
2-6 اتصال چندگانه گالیوم آرسنید 19
2-7 سلول های خورشیدی مبتنی بر مواد آلی 20
2-7-1 سلول های خورشیدی حساس به رنگ(DSSC) 20
2-8 سلول های خورشیدی مبتنی بر کریستال مایع 22
2-9 سلول های خورشیدی پلیمری 22
2-10 مقایسه 23
فصل سوم: بازده و عوامل تأثیر گذار بر آن
3-1 مقدمه 25
3-2 ولتاژ و جریان 25
3-2-1 تئوری مشخصه I-V 27
3-2-2 منحنی I-V 28
3-2-3 بازده 29
3-3 عوامل تأثیرگذار بر بازده 30
3-3-1 ضریب تراکم 30
3-3-2 بازده کوانتوم 31
3-3-2-1 انواع بازده کوانتوم 33
3-3-3 اثر ترمودینامیک 33
3-3-4 زاویه سلول نسبت به خورشید 34
3-3-5 میزان تابش 35
فصل چهارم: ردیاب های خورشیدی
4-1 مقدمه 37
4-2ردیاب خورشیدی 38
4-3 طبقه بندی ردیاب های فتوولتایکی 40
4-3-1ردیاب استاندارد فتووکتایک 40
4-3-2 دقت مورد نیاز 40
4-3-3 پشتیبانی 41
4-3-4 ردیاب فتوولتایک متمرکز شده 41
4-3-5 دقت مورد نیاز 41
4-3-6 پشتیبانی 41
4-4 منعکس کننده 41
4-5 متمرکز کننده 43
4-6 انواع پنل های ثابت 44
4-6-1 براکت 44
4-6-2 ستونی 44
4-6-3 زمینی 45
4-6-4 ساختاری 45
4-7 انواع ردیاب 46
4-7-1 ردیاب تک محوره 46
4-7-1-1 ردیاب تک محوره افقی(HSAT) 47
4-7-1-2 ردیاب تک محوره عمودی(VSAT) 48
4-7-1-3 ردیاب های تک محوره مایل (TSAT) 48
4-7-1-4 ردیاب تک محوره ستونی (PSAT) 49
4-7-2 ردیاب های دو محوره 49
4-7-2-1ردیاب دو محوره مایل (TTDAT)Tip – Tilt 50
4-7-2-2 ردیاب دو محوره (Azmiath – Altiude) 50
4-8 انتخاب نوع ردیاب 51
4-9 راه انداز ردیاب 51
4-9-1ردیاب فعال 51
4-9-1-1 انواع روشنایی روز فعال 53
4-9-1-1-1 حلقه بسته 53
4-9-1-1-2 حلقه باز 53
4-9-2ردیاب غیرفعال 53
4-9-3 ردیاب زمانی – تاریخی 55
4-10 نتیجه گیری فصل 55
فصل پنجم: المان های تبدیل و ذخیره انرژی
5-1 مقدمه 57
5-2 کنترلر شارژ 58
5-2-1 انواع کنترلر شارژ 58
5-2-1-1 ساده 58
5-2-1-2 مدولاسیون پهنای باند(Pwm ) 59
5-2-1-3 ردیاب حداکثر نقطه توان ( MPPT) 60
5-3 باتری 61
5-3-1مکان باتری 61
5-3-2 پارامترهای باتری 61
5-3-2-1 آمپر ساعت 61
5-3-2-2 سربار سیستم(اضافه بار) 62
5-3-2-3 روزهای ذخیره 62
5-3-2-4 دما 62
5-3-2-5 عمق تخلیه(DOD) 62
5-4 انتخاب سایز باتری 63
5-5 اینورتر 64
5-5-1 اینورتر مستقل 64
5-5-2 اینورتر همزمان 65
5-5-2-1 اندازه گیر شبکه 65
5-5-2-2 استفاده از روش تغذیه در تعرفه 66
5-5-3 اینورتر چند کاره 67
5-6 اصلاح و تعدیل موج سینوسی اینورتر 67
5-6-1 تعدیل موج سینوسی 67
5-6-2 اصلاح موج سینوسی 68
5-7 تداخل 68
5-8 پنل سرویس الکتریکی 68
5-9 اندازه گیر شبکه 69
5-10 نتیجه گیری 70
فصل ششم : نتیجه گیری
6-1 مقدمه 72
6-2 طول عمر 72
6-3 قیمت 73
6-4 سلول خورشیدی در ایران 73
6-4-1 عدم آگاهی جامعه 74
6-4-2 قانون 74
6-4-3 فضا و مکان مناسب 74
6-4-4 تحریم 75
6-5 لیست شرکت های تولید کننده در ایران 75
6-6 صرفه اقتصادی 76
6-7 ویژگی های استفاده از انرژی خورشیدی 76
6-8 کاربرد انرژی خورشیدی 77
منابع 78
واژه نامه 79
شامل 100 صفحه فایل word
دانلود تحقیق ساختار سلولهای خورشیدی
نویسند‌گان: احمد سهیلی مهدی زاده ، فرهاد موسوی ، ابراهیم ابراهیمی