الخلية الشمسية ****

[ياسمين]

هي أحد أشهر تطبيقات استخدام الطاقة الشمسية، ويرجع تاريخها إلى عام 1839م عندما اكتشف الفرنسي "إدموند بكوريل" أن الضوء الواقع على قطب كهربي مُنْغَمِس في محلول مُوَصِّل قد ينتج تيارًا كهربيًّا، وفي عام 1941م اخترع الأمريكي "روسل أوهل" الخلية الشمسية المصنوعة من السليكون.

وصفها وصنعهـــا :

الخلية الشمسية بسيطة في تركيبها وفي طريقة عملها إلا أنها معقدة بعض التعقيد في طرق تصنيعها . وتستخدم الخلية الشمسية .
لتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية
وتتكون الخلية ألأكثر شيوعاً في الاستعمال من عنصر السليكون المستخلص من الرمل وهو متوفر في قشرة الأرض الخارجية ،
ومن مقدار قليل من البورون والزرنيخ يتم تصنيعها من خلال خلط كمّية صغيرة جدا من البورون مع مادة السيلكون الصافي
ثم تسخن الى درجة حرارة 850 درجة مئوية اثنا التسخين يرش سطح الخلية بطبقة الفسفور وذلك لخلق طبقتين مختلفتين
من نوع n-type ومن نوع p-type. بمعني آخر تتكون وصلة ال pn junctions قرب السطح بين غلاف الفسفور وخليط البورون
. عموما يستعمل الفسفور لخلق الطبقة n-type وخليط السيليكون بالبورون لخلق طبقة من نوع p-type بهذا نكون
قد حصلنا على الماخذ الموجب و الماخد السالب للخلية
و الشكل ( 1 ) يوضح التركيب الاساسي للخلية

. ومن الممكن أن يستعمل المصنع غير هذين العنصرين,
إذ العنصر المناسب يتم اختياره بعد دراسة خواصه وعدد الالكترونات في غلافات ذراته الخارجية على الخصوص.

http://www.l22l.com/l22l-up-4/1f8872fe78.gif ( الشكل 1 )

إن الخلية الشمسية هي وصلة ثنائية دايود ( diode ) من اشباه الموصلات بحيث ان الضوء الساقط على سطحها يستطيع إن ينفد إلى
منطقة الاتصال ( P-n junction )حيث تتحول الأشعة الساقطة على الخلية الشمسية إلى طاقة كهربائية.

يـتــبـــع.....

[ياسمين]

وتعرف المادة شبه الموصلة كالاتي

المادة شبه الموصلة هي عناصر رباعية التكافؤ( يحتوي غلاف الذرة الخارجي على اربعة الكترونات)
ترتبط ذراتها ببعضها البعض بروابط تساهمية وتكون عازلة تماما فى درجة الصفر المطلق وتزداد
درجة توصيلها بارتفاع درجة حرارتها او عند تسليط فرق جهد كهربائي عليها او عند تعرضها
لاشعاع بطاقة كافية وهي نوعين :

مواد شبه موصلة نقية :


ان لهذه المواد ترتيبا بلوريا اذ تترتب ذراتها وفق نظام هندسي جميل ومن امثلتها( السليكون )
الذي يحتوي 14 الكترونا ... عشرة من هذه الالكترونات مرتبطة بالنواة.. و4 منها تكون
في الغلاف الخارجي لنواة الذرة و(الجرمانيوم )الذي يحتوي على 32 إلكترونا منها 28 الكترون
مرتبظ بالنواة و4 منها في الغلاف الخارجي

مواد شبه موصلة مشوبة ( غير نقية )


هي نفس المواد السابقة ( السليكون والجرمانيوم) لكن تمت اضافة نسبة من الشوائب اليها
( مثل الزرنيخ ، الانتيمون ، الفسفور ، الغاليوم ، الانديوم والبورون )وذلك للسيطرة على
عملية التوصيل الكهربائي .. وكي يكون مقدار هذا التوصيل ملبي للأغراض العملية .

وهذه المواد شبه الموصلة الغير نقية تقسم بدورها الى قسمين
قسم نوع N
بلورات لمواد شبه موصلة مشوبة بذرات عناصر خماسية التكافؤ( زرنيخ او الانتيمون او الفسفور )..
وناقلات الشحنة الكهربائية فيها هي الالكترونات الحرة ..
قسم نوع :P
بلورات لمواد شبه موصلةمشوبة بذرات عناصر ثلاثية التكافؤ ( الجاليوم,والانديوم والباريوم) ناقلات الشحنة فيها هي الفجوات (هى الفراغ الذى يخلفه الالكترون المتحرر من الرابطة التساهمية بسبب ارتفاع درجة حرارة بلورة شبه الموصل)

يـتـبـع .....

[ياسمين]

طريقة عمل الخلية الكهروضوئية:
السليكون من العناصر نصف موصلة كهربائيا كما ذكرت سابقاً ، وسبب ذلك أن الالكترونات الخارجية لذراته
لا تتحرك بالكمية والسرعة اللتين تجعلانه موصل ، كالنحاس والألمونيوم مثلا ، ولا هي ثابتة ترفض الحركة
تحت إي ظرف كما هو الحال مع المطاط .
أما الزرنيخ فلديه فائض من الالكترونات التي يمكن أن تتحرك ومن ناحية ثانية أن لدى اليورون نقص في الالكترنات
التابعة لذراته لذا تطلى الشريجة العليا من الخلية المقابلة لاشعاع الشمس بالزرنيخ أوالفسفور
أما الشريحة السفلى فتطلى بالبورون أو الجاليوم ، ونحن نرى من هذا الترتيب أن الشريحة العليا يمكنها أن تعطى
الشريحة السفلى الكترونات إذا ما دفعت اليها .


http://www.l22l.com/l22l-up-4/2330940062.jpg ( الشكل 2 )

من الشكل( 2 ) نلاحظ انه عند سقوط ضوء الشمس على الخلية يمر هذا الضوء من خلال سطح الخلية ويمتص جزء منه
بواسطة الطبقة الاولي للخلية وهي الطبقة التي تحتوي علي فسفور اما اغلبية الضوء الساقط على هذه الخلية
فيقوم بامتصاصه الجزء الخاص بذلك وهي الطبقة التي تحتوي علي خليط السيلكون بالبورون حيث يتكون
من خلال هذه العملية الكترونات حرة الحركة يمكنها السريان خلال الموصل الكهربائي في إطراف الخلية وتزداد
هذه الحركة بزيادة كثافة الضوء الساقط علي هذه الخلية من هنا يمكننا توصيل حمل كهربائي على أطراف هذه الخلية
والاستفادة من حركة الالكترونات الناتجة من تسليط ضوء الشمس علي الخلية.

يــتبــع .....

[ياسمين]

أمثلة لأهم الاستخدامات الخلايا الكهروضوئية

1- إنارة المركبات والأقمار الصناعية

2- الإنارة والإرشادات الضوئية والإرشادية وأجهزة الرصد

3- محطات الاتصالات والاستقبال

4- حماية أنابيب النفط والغاز الطبيعي من التآكل المعدني

5- الثلاجات المتنقلة في المدن والمناطق النائية لحفظ الأدوية ، والأطعمة

6- للشرب والزراعة والصناعة

7- الأجهزة التحذيرية المدنية والعسكرية في الإنارة وكهربة السياج المعدنة

8- في شحن بطاريات السيارات السائلة وفي الحاسبات الالكترونية الصغيرة .....


مميزات استخدام الخلايا الشمسية :

1- بسيطة ولا تضمن أي أجزاء متحركة وسهلة العمل خفيفة الوزن .
2- لا تتطلب أي صيانة تكنولوجية وبالتالي لا توجد تكلفة عملية للصيانة أو التشغيل .
3- لا تنتج أية عوادم تلوث الهواء .
4- قادرة على العمل بكفاءة وجودة عالية في كثير من الاستخدامات .
5- يمكن استخدامها لمدة طويلة غير محددة .
6- لا تتأثر منظوماتها بالأحوال أو تغيرات الطقس أو الأحوال المحيطة .

دعو

[خلف الجميلي]

الله يعطيك العافية

[ناصر اللحياني]

أشكرك ..
والله يزيدك من فضله
وجزيت خيرا

[ياسمين]

اخوتي الأفاضل
الأستاذ الجميلي
و الأستاذ ناصر
بــارك الله فيكما ,,,,

وشـكراً لكمــا على المرور.....

[فيزيائيه %]

http://www.stooop.com/2006/7/ca9aefd9e9.gif (http://www.stooop.com)

[ياسمين]

جــزيتِ خــيــراً.......

[small_hosam]

جــزيتِ خــيــراً.......

[ياسمين]

بـارك الله فيـك ...

[M_SAAD]

بارك الله فيك

[ياسمين]

بـارك الله فيك.........

[عاشق الليل]

شكراا جزيلا عالمووضوع وجزاك الله خير

[الوفي]

جزاك الله خيرا .....
.......................

[أم عبدالملك]

لك جزيل الشكر..وأوفر الثناء ..أستاذتي الكريمة..على ذلك الموضوع الرائع..والذي لاغنى لنا عن فوائده الجمة..وتطبيقاته التي لاحصر لها..

مع فائق احترامي..وتقديري..

[Diamond]

شكرا لك


دمت بود

[kingstars18]

شكرا لك وبارك الله فيك،،

[عادل الثبيتي]

يعطيك العافيه وبارك الله فيك وجزاك الله خيراً ،،،

[ياسمين]

شكراا جزيلا عالمووضوع وجزاك الله خير

جــزيتِ خــيــراً.......

[ياسمين]

جزاك الله خيرا .....

جــزيتِ خــيــراً.......

[ياسمين]

لك جزيل الشكر..وأوفر الثناء ..أستاذتي الكريمة..على ذلك الموضوع الرائع..والذي لاغنى لنا عن فوائده الجمة..وتطبيقاته التي لاحصر لها..

مع فائق احترامي..وتقديري..

لك صافي الود ،،،، وأجمل التحـايا ،،،، سعدت جداً يا غالية بمرورك ....

[ياسمين]

شكرا لك


دمت بود

جــزيتِ خــيــراً.......

[ياسمين]

شكرا لك وبارك الله فيك،،

جــزيتِ خــيــراً.......

[ياسمين]

يعطيك العافيه وبارك الله فيك وجزاك الله خيراً ،،،


جــزيت خــيــراً.......

[البالود]

مشرفتنا
لانعجب من تميزك , وهذه مواضيعك

موضوع ولا اروع , يعطيك مليون عافية

أشكرك جزيل الشكر


تقبلي خالص الود والتقدير

...

مع أن الصور لم تظهر , بسبب مشاكل في الاتصال عندي حتى أن ردي يصعب ادراجه

[ابو رافع]

مــــووضـــووع جـــمـــيــيـل جـــداا

[د.غزوان]

شكرا جزيلا على هذة المعلومات القيمة بس اريد توضح على السليكون المسامي وتطبيقاته