انرژی خورشیدی کاربردهای مختلفی دارد. سه دسته بندی عمده استفاده از انرژی خورشیدی به شرح زیر می باشد:

1. گرم کننده ها مثل آبگرمکن خورشیدی که برای گرمای خانه ها و کوره های خوشیدی که برای ذوب فلزات حتی با دمای بالا نظیر آهن استفاده می شود و دمایی تا حدود 6000 درجه سانتی گراد تولید می کنند.

2. دستگاه های آب شیرین کن که توسط آینه هایی نور خورشید را روی مخازن آب متمرکز می کنند تا کار تبخیر را انجام دهد.

3. الکتریسیته خورشیدی در این روش که نسبت به سایر روش ها ارجحیت دارد. انرژی الکتریکی به سادگی قابل تبدیل به سایر انرژی ها بوده و می توان آن را ذخیره کرد.

دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی

   به منظور تولید الکتریسیته از انرژی الکتریکی از دو تکنولوژی مختلف استفاده می گردد. این دو تکنولوژی شامل نیروگاه های خورشیدی-حرارتی متمرکز کننده و نیروگاه های فتوولتاییک می باشند.

1.نیروگاه های حرارتی: که حرارت لازم توسط آینه هایی که نور خورشید را روی کلکتور متمرکز می کنند، تولید می شود.

2.نیروگاه های فتوولتاییک: در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان می دهند به سلول خورشیدی معروفند و در حال حاضر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است. در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتاییک برای تولید برق ساخته شده است. اما بیشترین استفاده از سلول های خورشیدی در نیروگاه فتوولتاییک50 مگاواتی جزیره کرت یونان است.

اساس کار سلول های خورشیدی

   سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمه رسانایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. رسانندگی این مواد به طور کلی به دما، روشنایی، میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد.

   از ویژگی های سلول های خورشیدی می توان به این موارد اشاره کرد:

جای زیادی اشغال نمی کنند. قسمت متحرک ندارند. بازده آن ها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند. نسبتا به سادگی نصب می شوند. به راحتی با سیستم های به کار رفته در ساختمان جور می شوند.

   همچنین از اشکالات سلول های خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتاییک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می کند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.

کاربردهای سلول های خوشیدی

1. تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی

2. تامین انرژی لازم دستگاه هایی که نیاز به ولتاژهای کمتری دارند مثل ماشین حساب و ساعت

3. تهیه برق شهر توسط نیروگاه های فتوولتاییک

4. تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایق های کوچک

نسل های مختلف از سلول های خورشیدی

   در مجموع سه فناوری در ساخت پنل های خورشیدی استفاده می شود، اما در حال حاضر دو فناوری نسل اول و دوم در ساخت سلول های خورشیدی غالب هستند.

نسل اول

   فناوری نسل اول بر پایه ویفرهای سیلیکونی با ضخامت 300 – 400 میکرومتر است که ساختاری بلوری یا چند بلوری دارند که از بریدن شمش و یا از روش های دیگر به دست می آیند و با کمک خاصیت مویینگی رشد داده می شوند.

نسل دوم

   تکنولوژی نسل دوم یا تکنولوژی لایه نازک، بر اساس لایه نشانی نیمه هادی روی بسترهای شیشه ای، فلزی یا پلیمری ساخته می شوند. هزینه مواد اولیه در تکنولوژی نسل دوم، پایین تر است و از آن گذشته اندازه سلول تا 100 برابر بزرگتر از اندازه سلول ساخته شده با تکنولوژی نسل اول است که مزیتی برای تولید انبوه آن محسوب می شود.

مقایسه دو نسل

   بازدهی سلول های نسل اول، که اغلب سلول های بازار را تشکیل می دهند، به دلیل کیفیت بالاتر مواد، از بازدهی سلول های نسل دوم بیشتر است. انتظار می رود اختلاف بازدهی میان سلول های دو نسل با گذشت زمان کمتر و تکنولوژی نسل دوم جایگزین نسل اول شود. در سال 1961، شاکلی و کوییسر – فیزیکدان و مخترع آمریکایی- با در نظر گرفتن یک سلول خورشیدی پیوندی به شکل یک جسم سیاه با دمای 300 کلوین (واحد سنجش دما) نشان دادند که بیشترین بازدهی یک سلول خورشیدی صرفنظر از نوع تکنولوژی به کار رفته درآن 30درصد است که در انرژی شکافev1.4 (انرژی شکاف گالیم آرسناید) به دست می آید. بنابراین بازده سلول های خورشیدی نسل اول و دوم حتی در بهترین حالت نمی تواند از حدود 30درصد بیشتر باشد.