1. Ana Sayfa
  2. Eğitim
  3. Güneş Piller

Güneş Piller

Son güncelleme: 09.09.2010 02:22
SusKunN SusKunN foto


  • Fotovoltaik etkiyi kullanarak, Güneşin ya da başka bir ışık kaynağının ışıma enerji-sinin bir bölümünü doğrudan elektriğe dönüştüren düzenek. Güneş pillerinden yararla-nan elektrik üreteçlerine, fotovoltaik üreteçler adı verilir. Güneş enerjisini önce ısıya, sonra elektriğe çeviren günısıl üreteçlere oranla, fotovoltaik üreteçler çok daha basittir; bunlar hiçbir devingen parça taşımaz, hiçbir akışkan kullanmaz ve düşük sıcaklıkta ça-lışabilir. Ayrıca, doğrudan güneş ışımasını (Güneşten gelen ışınlar) olduğu kadar yayı-nık güneş ışımasını da (atmosferden ve bulutlardan yansıyan) elektriğe çevirebilir; bu-na karşılık günısıl üreteçler (elektrik üretemi için çok az kullanılan, düzlem toplayıcılı üreteçler dışında) ancak doğrudan ışımayı kullanabilir.

    Güneş Pillerinin Yapısı :
    Bir güneş pili, iki temel bölümden oluşur. Birinci bölüm gelen ışımanın hemen tü-münü soğutacak ölçüde kalın, yarı iletken bir malzemeden yapılmış bir katmandır. Fo-tovoltaik etki, bu katmanda doğar: gelen ışınımın yeterli enerji (yarı iletkenin "yasak bant" genişliğinden büyük) taşıyan fotonları soğurularak bir elektron-delik çifti oluşu-muna yol açar. Ne var ki elektron-delik çifti çok güçlü bir birleşme ve elektrik akımı vermeden ısı açığa çıkarma eğilimi gösterir. İşte bu aşama, güneş pilinin ikinci temel bölümü olan yarı iletken eklem devreye girer. Soğurucu malzeme "N katkılı" yarı ilet-kense yani artık negatif elektron sağlanan "katkılayıcı" bir madde eklenmişse, bunu üstüne "P katkılı" (ters davranış) ince bir yarı iletken katman yerleştirerek, bir "P-N" eklemi oluşturulur. Böyle bir eklemde bir elektrik alanı ortaya çıkar ve "elektro-delik" çiftlerin, ayırarak bir elektrik akımı doğurur. Bu evrede fotopilin iki yanındaki kontak-lar kapalı bir devreye bağlanarak, oluşan akım toplanır.
    Soğurucu madde "P katkılı" olduğunda, doğal olarak "N katkılı" bir yarı iletkenle birleştirilerek eklem oluşturulur. Aynı yarı iletken, eklemin her iki yanında kullanıl-mışsa bir "eşeklem" elde edilir. Tersi durumda, "ayrık eklem" ortaya çıkar. Bir P-N ekleminin kullanımı, gerçekte "elektron-delik" çiftlerini ayırmak için tek yöntem de-ğildir. Örneğin bir Schottky diyotundan da yararlanılabilir, yani bir yarı iletken/metal eklemine başvurulabilir. Ancak, P-N eklemi, en çok kullanılan yöntemdir.

    Ayırt Edici Başlıca Parametreler :
    Bir güneş pili, standart aydınlatma koşullarında (güneş ışınlarıyla normal ışınlan-ma, 1000 W/m2' lik enerji, 25 oC' lik çalışma sıcaklığı) ölçülen üç temel parametre uyarınca çalışır:
     Ikd kısa devre akımı, güneş pilinin uçları birbirine bağlandığında ürettiği akımın ye-ğinliğidir;
     Uad açık devre gerilimi, güneş pilinin uçları arasında, bir kapalı devreye bağlı değil-ken ölçülen potansiyel farkıdır;
     R verimi I akımı ile V gerilimi ikisinin en uygun değeri için güneş pilinin verdiği maksimum Pmax gücü ile aldığı Po gücü arasındaki orandır.
    R veriminin değerini iki temel etken sınırlar. Birinci etken, belli bir güneş pilinin ı-şımasının tümünü çevirmeye elverişli olmayışıdır: yalnızca, yarı iletkenin "yasak bant" ına eşit bir enerji taşıyan fotonlardan, en iyi biçimde yararlanılır; düşük enerjili foton-lar soğurulmaz ve yasak banttan yüksek enerjisi olanların artık enerjisi ısı biçiminde yiter. İkinci etken ise, elektronların ve deliklerin birleşerek yok olmasını tam anlamıy-la önlemenin olanaksızlığıdır.

    Başlıca Güneş Pili Gereçleri :

    1-Tek kristalli silisyum : Yüksek arılıkta bir silisyumdur; çapı 15 cm' ye ulaşan, onlar-ca kilogramlık külçeler, "Czochralski çekmesi" ve "yüzer bölge" yöntemi denen, iki kristal oluşum yöntemiyle elde edilir. Bu külçeler, çok güç bir biçme işlemiyle, ince rondelalar halinde (75-100 mm' lik çap, birkaç yüz mikrometrelik kalınlık) kesilir. Bu rondelalar, güneş pilinin gövdesini oluşturmada kullanılır. Bu amaçla bir çok tamam-layıcı işlem uygulanır: yüzeysel katkılamayla bir eşeklem gerçekleştirme; metal kon-takları çökeltme; koruyucu kılıfla zırhlama. Silisyum bu alanda en çok kullanılan ge-reçtir. Tek kristalli silisyumdan yapılmış güneş pilleri çok iyi bir verim sağlar; labora-tuarda % 18 ve üretimde yaklaşık % 12-13.
#09.09.2010 02:22 0 0 0