انواع صفحات خورشیدی

صفحه خورشیدی از مونتاژ سلول‌های خورشیدی بوجود می‌آید. صفحه‌های خورشیدی انرژی نورانی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. صفحات خورشیدی، از ترکیبات نیمه هادی سیلیکونی ساخته شده‌اند که وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی می‌باشد. این صفحات با نام فتوولتائیک (PhotoVoltaic) یا سولار (Solar) شناخته می‌شوند. صفحات فتوولتائیک (PhotoVoltaic) از نظر تکنولوژی به ۳ دسته تقسیم‌بندی می‌شوند:
• صفحات فتوولتائیک مونوکریستال (Photovoltaic Monocrystalline Panels)
• صفحات فتوولتائیک پلی کریستال (Photovoltaic Polycrystalline Panels)
• صفحات فتوولتائیک نواری (Thin Film)
تفاوت این صفحات در روش ساخت و میزان خلوص سیلیکون به کار رفته در آن ها می باشد. صفحاتی که در ساخت آن ها از سیلیکون تولید شده با فرآیند چکرالسکی (Czochralski) استفاده شده باشد صفحات مونو کریستال و صفحاتی که در تولید آن ها از سیلیکون خام ریخته شده در قالب استفاده شده باشد صفحات پلی کریستال هستند.
چنانچه برای ساخت صفحات خورشیدی از چندین لایه نازک مواد فتوولتائیک استفاده شود صفحات فتوولتائیک نواری بدست می آیند.

۱- صفحات فتوولتائیک مونوکریستال (Photovoltaic Monocrystalline Panels):
فرآیند تولید سلولهای مونو به این صورت می باشد که یک دانه اولیه کوچک سیلیکون طی یک فرآیند کند و تدریجی به یک شمش بزرگ تا طول ۲ متر و وزن صدها کیلوگرم رشد داده می شود. این روش همان روش چکرالسکی (Czochralski) می باشد که منجر به تولید شمش با درجه خلوص بالا می گردد.
سپس این شمش به شکل ویفرهای بسیار نازک سیلیکون با ضخامت چند صد میکرون به شکلهای مختلف (عموماً هشت ضلعی یا مربع) برش داده می شود و شکل آشنای سلولهای مونو را تشکیل می دهد.
سلولهای مونو دارای بالاترین بازده و همچنین بیشترین قیمت بین سایر انواع می باشند. بازده این نوع سلولها در انواع خاص در رده کاربری نظامی تا %۲۵ نیز می رسد. اما انواع رایج در بازار دارای بازدهی بین %۱۵ تا %۲۰ می‌باشند.
این صفحات در میان انواع دیگر بالاترین راندمان و کمترین سطح اشغال را در مقایسه با سطح مشابه دارند(تا ۴ برابر بیشتر از صفحات نواری معمولی با سطح مشابه). همچنین طول عمر بالای این صفحات منجر به ضمانت بلند مدت فروشندگان می گردد.
اما از معایب این صفحات می توان به قیمت بالای آن اشاره کرد. همچنین عملکرد یک پنل مونو با پوشیده شدن قسمتی از آن با برف، کثیفی، گرد و غبار شدید و سایه مختل خواهد گردید.

۲- صفحات فتوولتائیک پلی کریستال (Photovoltaic Polycrystalline Panels):
برای تولید این پنل ها از سیلیکون خام استفاده می کنند. بدین ترتیب سیلیکون خام را ذوب کرده و آن را در قالب های مکعبی می ریزند. بعد از سرد شدن آن را به صورت صفحات سیلیکونی برش می زنند.
تولید این صفحات آسان تر و ارزان تر از صفحات مونو و همچنین هزینه تولید آن پایین تر است. در این روش تولید، سیلیکون کمتری نسبت به روش اول هدر خواهد رفت چون به خاطر شکل محصول نهایی نیاز به برش کناره های آن نخواهد بود. برای مصارف خانگی و در حجم کم این صفحات مقرون به صرفه تر خواهند بود.
بازده این صفحات بین ۱۳% تا ۱۶ % می باشد. همچنین شکل ظاهری این صفحات در مقایسه با صفحات مونو و نواری (چنانچه نمای کار اهمیت داشته باشد) زیاد قابل قبول نیست. صفحاتی به رنگ آبی تیره لکه دار که جلوه کار را تحت تاثیر قرار خواهد داد. اما شاید همین الگوی ظاهریدر جایی مورد ستایش قرار بگیرد.

۳-صفحات فتوولتائیک نواری (Thin Film):
این نوع سلولهای خورشیدی، نسل دوم سلولها را تشکیل می دهند که تکنولوژی ساخت آنها به چهار گروه زیر تقسیم می‌شود:
۱) سیلیکون آمورف (a-Si)
۲) تلورید کادمیوم/سولفید کادمیوم (CdTe/CdS)
۳) سلنید گالیوم اینیدیوم مس (CIGS)
۴) ارسنید گالیوم (GaAs)

فرآیند کلی تولید این نوع سلولها به صورت رسوب یا نشست یک لایه یا فیلم بسیار نازک از مواد فتوولتاییک با ضخامت چند نانومتر تا چند میکرون روی بستر با ضخامت کم از جنس شیشه، پلاستیک یا فلز می باشد.
بازده این نوع سلولها در سطح تولید تجاری بین %۱۰ تا %۱۵ می باشد. اما بازده سلولهای بسیار گرانقیمت GaAs حدود %۳۰ می‌باشد که به دلیل سبکی و بازده خوب، برای ساخت پنلهای خورشیدی در فضاپیماها و ماهواره‌ها استفاده می‌شود که وزن و راندمان، فاکتورهای مهم تری از هزینه برایشان محسوب می‌گردد.
انعطاف‌پذیری و شفافیت نسبی سلولهای فیلم نازک، کاربردهایی مانند نصب در نمای ساختمان یا استفاده در نماهای شیشه‌ای مات را ممکن ساخته است. همچنین، این نوع سلولها برای رسیدن به توان نامی نیازی به قرارگیری در معرض تابش مستقیم خورشید ندارند و بنابراین برای استفاده در فضاهای سرپوشیده مانند تغذیه ماشین‌حسابهای رومیزی نیز مناسب می باشند.
صفحات معمولی این نوع در مقایسه با صفحات مونو و پلی ارزان تر هستند و شکل ظاهری آن ها سیاه و یکرنگ است. از تغییرات اب و هوایی و سایه زیاد تاثیر نمی گیرند.
در برابر برای مصارف خانگی زیاد مناسب نیستند چون اکثر مصرف کنندگان خانگی از محدودیت سطح بر خوردار هستند. همچنین طول عمر آن ها کمتر است.