Güneş Işınlarından Enerji Elde Edilmesi
Üzerine elektrik gelen silikon kristalinin kontak uçları arasında sabit kabul edilebilecek bir doğru gerilim oluşmaktadır. Fotovoltaik olay bir yarı iletkende p-n dokunma yüzeyi için tanımlanabilir. Silisyum gibi(Kristal Silisyum, Amorf Silisyum, Galyum, Arsenit ve Kadmiyum Tellür) bir yarı iletkende silisyum atomunun dört valans elektronu kimyasal bağla birbirine bağlı ve mutlak sıfır durumunda serbest elektronu yoktur. Böyle bir yarı iletken arsenik veya fosfor gibi beş valans elektronu olan başka bir madde ile katkılanırsa, yarı iletkenin bu bölgesinde arsenik veya fosforun bağ yapmayan bir elektronu serbest kalacaktır.
Serbest kalan ve hareket edebilen bu elektronlar n-tipi yarı iletkeni oluştururlar. Aynı iletken başka bir bölgede üç valans elektronulu (örneğin bor) bir madde ile katkılandırılırsa burada da elektron eksikliği oluşur. Bu durumda p-tipi yarı iletken oluşmaktadır. Bir tarafında n-tipi diğer tarafında p-tipi bölge olan bir yarı iletken parçası p-n jonksiyonu olarak adlandırılır, n-tipi bölgede serbest kalan elektronlar p-tipindeki bölgeye geçme eğiliminde olacağından bu da n’den p’ye doğru bir elektrik alanı oluşturur. Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren fotovoltaik piller ,(PV)’ler, malzeme ve bir araya getirme tekniğine bağlı olarak çeşitli form ve teknolojilerde üretilmektedir. Pillerin temel malzemesini silisyum oluşturmaktadır.
YARI İLETKEN PV HÜCRELERİNİN TÜRLERİ
1)MONOKRİSTAL SİLİSYUM PV HÜCRELERİ
Tek kristal ya da mono kristal silisyum hücrelerini imalatında dayanıklı silisyum kullanılmaktadır. Üretim aşamasında silisyum ark ocaklarında yüksek sıcaklıkta saflaştırılmakta, eritilmekte ve kristalize olarak külçelere dökülmektedir. Tek bir kristal yapıda oldukları için bütün yapı homojen bir renk dağılımına sahiptir.
Yapılan laboratuvar araştırmalarında monokristal modüllerin verimlilik oranı %24ile %30 arasındadır. Seri üretilen modülerde bu oran %15 ila %17 arasında değişmektedir.
2)MULTİKRİSTAL PV HÜCRELERİ
Multi kristal pv hücrelerinde daha ucuz silisyum kullanıldığı için üretim maliyeti monokristal modüllere göre daha ucuz dur. Çok kristalli yapıdaki külçelerin kesilmesi sonucunda üretilmektedir. Verimlilikleri laboratuvar ortamında %18 seri üretimlerde %13 ile %14 arasında değişmektedir.
3)AMORF PV HÜCRELERİ
Amorf silsyumun soğurma katsayısı kristal silisyuma göre daha fazladır. Bu teknikte amorf silisyum ince bir filim halinde farklı yüzeylere dökülmektedir .Pv hücreler diğerlerine nazar en az verime ama en uygun fiyata sahiptirler.
4)YARIKRİSTAL PV HÜCRELERİ
Bu tip piller ,sıvı silisyumun soğutulmasıyla ile elde edilen kümelenmiş küçük silisyum kristallerinden oluşur Verimleri %14 civarındadır.
5)RİBBON SİLİSYUM PV HÜCRELERİ
Bu tip piller levha halinde silisyum tabakalarından oluşmaktadır. Halen geliştirme aşamasındadır. Verimliliği laboratuvar ortamlarında %13 ile %16 arasındadır.
Günümüzde fosil yakıtlı kaynaklardan elde edilen enerji üretimi, maliyet yönünden avantajını sürdürmektedir. Çevre kirliliği ve bu yakıtların rezervlerinin gittikçe azalmasından dolayı, enerji sorununun çözümü için yeni enerji kaynakları araştırılmalı ve doğanın en büyük enerji kaynağı olan güneşten yararlanmak için, çalışmalara ağırlık verilmelidir.
