صناعة الخلايا الشمسية

الخلايا الشمسية

منذ اكتشاف الكهرباء وحتى وقتنا الحالي يعتبر الوقود الأحفوري هو الوسيلة الرئيسية لتوليد الطاقة الكهربائية فيعتبر معظم إنتاج الطاقة في العالم معتمداً بشكل رئيسي عليه، إلّا أن الوقود الأحفوري لا يعتبر من المصادر الدائمة لتوليد الطاقة الكهربائية فمن الممكن أن ينضب هذا المصدر في النهاية، هذا بالإضافة إلى المشاكل الأخرى التي يسببها توليد الطاقة الكهربائية بهذه الطريقة من مشاكل بيئية وتذبذبٍ في أسعار الطاقة وغلائها وهذا يرجع إلى التكلفة العالية في استخراج النفط ونقله وتوليد الطاقة باستخدامه وتغير سعره على الدوام، وبسبب ازدياد الوعي وفي الآونة الأخيرة أصبح الناس يدركون ضرورة التوجه إلى مصادر الطاقة النظيفة والدائمة لتوليد الطاقة الكهربائية كطاقة الرياح والطاقة الشمسية وغيرها من أنواع الطاقة المختلفة فأصبح العديد من الناس في الآونة الأخيرة يسمعون بمصطلحات وطرق عدة كالألواح أو الخلايا الشمسية والتي يتم عن طريقها توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الطاقة الشمسية، وقد ازداد التوجه إلى هذا النوع من الطاقة في العديد من مناطق العالم فأصبحو يقومون ببناء حقول كاملة من الخلايا الشمسية من أجل توليد طاق كهربائية تكفي مدينة بأسرها، وبسبب هذا التوجه المتزايد يعتبر أنّه من الجيد معرفة طريقة عمل مثل هذه الألواح وكيفية تصنيعها.

من ماذا يتم صنع الخلايا الشمسية

ويتم تصنيع الخلايا الشمسية في الأساس من مادة السيليكون ولا يتم استخدام مادة السيليكون لأنها عبارة عن أفضل أشباه الموصلات لاستخدامها في صناعة الخلايا الشمسية إلّا أنّها تعتبر من المواد المتوافرة في الطبيعية بشكل كبير ولثمنها المعقول ولأسباب أخرى، وتبدأ عملية تصنيع الخلايا الشمسية بالسيليكون الشديد النقاوة ثم وبعد ذلك يتم تسخين هذا السيليكون إلى درجة الانصهار ويتم إضافة عنصر البورون إليه لتكوين شبه الموصل الموجب (P-type semiconductor) والذي يحمل الشحنة الموجبة، ويتم بعد ذلك نشكيلها على شكل كتل باستخدام الصب أو طرق ومن ثم يتم تقطيع هذه الكتل إلى شرائح رقيقة باستخدام المناشير السلكية ومن ثم تنظيفها وبعد ذلك يتم وضع هذه الألواح في أفران نشر للفسفور بحيث يتم نثر مادة الفسفور على جوانب الرقاقات لتكوين طبقة من أشباه الموصلات السالبة (N-type semiconductors) ومن ثم يتم رش هذه الرقاقات بطبقات متعددة من المواد الكيميائية لتقليل انعكاسية أشعة الشمس على الخلية كما تقوم بعض الشركات المصنعة قبل ذلك بجعل سطح الرقاقة أكثر خشونة من أجل تقليل النعكاس وزيادة المساحة التي تسقط عليها الأشعة، ومن ثم يتم طبع موصلات كهربائية على الجزء السالب من الرقاقة ودهن ظهر الرقاقة بمادة الألمنيوم ومن ثم يتم اخبار الرقاقات وتجميعها في مصانع أخرى على شكل ألواح شمسية ووضع طبقات زجاجية خاصة لحماية الرقاقات وزيادة القدرة الامتصاصية للرقاقات وتقليل الانعكاس لها.