Tarixən günəş panelləri bəşəriyyətin Günəşin sonsuz enerjisindən istifadə etmək və onu öz xeyrinə işləmək üçün ikinci cəhdidir. İlk ortaya çıxanlar günəş kollektorları (günəş istilik elektrik stansiyaları) idi, burada elektrik enerjisi konsentrasiya edilmiş günəş işığı altında qaynama nöqtəsinə qədər qızdırılan su ilə istehsal olunur.
Günəş panelləri birbaşa elektrik enerjisi istehsal edir ki, bu da daha səmərəlidir. Birbaşa çevrilmə ilə, kollektorlarda olduğu kimi çox mərhələli transformasiya ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə daha az enerji itirilir (günəş şüalarının konsentrasiyası, suyun istiləşməsi və buxarın buraxılması, buxar turbininin fırlanması və yalnız sonunda generator tərəfindən elektrik enerjisi istehsalı).
Müasir günəş panelləri fotosellər zəncirindən ibarətdir - günəş enerjisini birbaşa elektrik cərəyanına çevirən yarımkeçirici qurğular. Günəş enerjisinin elektrik cərəyanına çevrilməsi prosesinə fotoelektrik effekt deyilir.
Bu fenomen 19-cu əsrin ortalarında fransız fiziki Aleksandr Edmond Bekkerel tərəfindən kəşf edilmişdir. İlk işləyən fotoelement yarım əsr sonra rus alimi Aleksandr Stoletov tərəfindən yaradılmışdır. Artıq 20-ci əsrdə fotoelektrik effekt heç bir giriş tələb etməyən Albert Eynşteyn tərəfindən kəmiyyətcə təsvir edilmişdir.
Yarımkeçirici, atomlarında ya əlavə elektronlar (n-tipi) olan və ya əksinə (p-tipi) olmayan materialdır. Müvafiq olaraq, yarımkeçirici fotosel müxtəlif keçiriciliyə malik iki təbəqədən ibarətdir. Katod kimi n-qat, anod kimi isə p-qat istifadə olunur.
Tarixdə ilk "fotovoltaik" material selenium idi. Məhz onun köməyi ilə 19-cu əsrin sonu və 20-ci əsrin əvvəllərində fotoelementlər istehsal edildi. Lakin son dərəcə aşağı səmərəliliyi (1 faizdən az) nəzərə alaraq, onlar dərhal seleniumun əvəzini axtarmağa başladılar.
Günəş batareyalarının kütləvi istehsalı Bell Telephone telekommunikasiya şirkəti silikon əsaslı günəş batareyası hazırladıqdan sonra mümkün olub. Hələ də günəş batareyalarının istehsalında ən çox yayılmış material olaraq qalır. Düzdür, silisiumun təmizlənməsi olduqca bahalı bir prosesdir və buna görə də tədricən alternativlər sınanır: mis, indium, qallium və kadmium birləşmələri.
Amorf, fotokimyəvi və üzvi günəş hüceyrələri ən aşağı fotoelektrik çevrilmə əmsalına malikdir. İlk iki növ üçün bu, təxminən 10 faiz, ikincisi üçün isə cəmi 5 faizdir. Bu o deməkdir ki, 500 Vt günəş axını gücü ilə bir kvadrat metrlik bir günəş paneli müvafiq olaraq 50 və 25 Vt elektrik enerjisi istehsal edəcəkdir.
Yuxarıda qeyd olunan fotoelement növlərindən fərqli olaraq, silikon yarımkeçiricilərə əsaslanan günəş elementləri fəaliyyət göstərir. Fotoelektrik çevrilmə əmsalı 20% və əlverişli şəraitdə hətta 25% onlar üçün adi haldır. Nəticədə, bir metr günəş panelinin gücü 125 Vt-a çata bilər.
Ən məhşur istehsalçılar:
Qlobal günəş batareyası istehsalında liderlər Suntech, Yingli, Trina Solar, First Solar və Sharp Solardır. İlk üçü Çini, dördüncüsü ABŞ-ı, beşincisi isə, təxmin etdiyiniz kimi, Yapon korporasiyasının Sharp bölməsidir.
Amerikanın "First Solar" şirkəti təkcə günəş panelləri istehsal etmir, həm də günəş elektrik stansiyalarının layihələndirilməsi və tikintisi ilə birbaşa məşğul olur. Dünyanın ən güclü günəş elektrik stansiyası, ABŞ-ın Arizona ştatında yerləşən Agua Caliente, First Solar mühəndislərinin işidir.
Mənbə: itc.ua
Tərcümə etdi: Leyla Bayandurlu
