FOTOVOLTAIČNE CELICE

Fotovoltaične celice neposredno pretvarjajo sončno energijo v električno.

Fotovoltaika oz. fotovoltaični efekt izkoriščajo sončne celice, ki so v osnovi polprevodniške diode z velikostjo med 125 in 150 mm. Grajene so iz silicija, ki je drugi najpogostejši material na zemlji. Silicij je nestrupen, okolju prijazen, dpadki pa ne prestavljajo problema, saj se lahko reciklira.

Glede na kristalno zgradbo delimo SILICIJEVE sončne celice na:

- monokristalne celice, so grajene iz kristala silicija, njihova debelina znaša manj kot 200 μm in imajo med silicijevimi celicami največjo učinkovitost. Uporabljajo se na področju kjer je zaželena najboljša izplen moči na enoto površine (max moč/površina) Barva celic je lahko zelo temno modra ali črna in imajo pobrane robove.

- polikristalne celice so grajene iz nestrukturiranega kristala silicija, njihova barva je svetlo modra. Njihova debelina znaša pod 200 μm, imajo pa malenkost slabši izkoristek 15-18%, vendar imajo manjšo izgubo moči pri povišanih temperaturah. Življenjska doba je preko 25 let.

- amorfne (tankoplastne)celice se izdelujejo s podobnimi postopki kot integrirana vezja, zato jim pravimo tudi thin-film cells (modules). So zelo tanke, razreda 1μm in imajo izkoristek 6 - 9% in so zelo podvržene staranju, ter pri tem hitro izgubo moči. Življenjska doba znaša 20 let.



Glavni element za izdelavo silicijevih sončnih celic je SILICIJ. Najboljša lastnost silicija je da se v naravi nahaja v skoraj neomejenih količinah. Je nestrupen, okolju prijazen, lahko se tali, obdeluje in ga je sorazmerno enostavno oblikovati v monokristalno obliko. Njegove električne lastnosti omogočajo uporabo Si polprevodniških elementov tudi v najzahtevnejših primerih uporabe. Kristalne sončne celice so največkrat v obliki rezin (wafer), rezanih iz silicijevega ingota premera 125 do 150 mm, in generirajo okrog 35mA toka na cm2 (skupaj do 2 A/celico) površine pri napetosti približno 550 mV pri polni osvetlitvi (1000W/m2). Laboratorijske izvedbe tovrstnih celic imajo učinkovitost do 18 %, klasične do 15 %. Običajna monokristalna sončna celica dimenzije 100 cm2 proizvede 1,5 W moči pri 0,5 V enosmerne napetosti in toku 2 A pri polni sončni svetlobi. Izhodna moč sončne celice je običajno sorazmerna s sončno obsevanostjo. Glede na sončno obsevanje je pri sončnih celicah napetost večinoma konstantna, tok pa sorazerno narašča z osvetlenostjo. Za povečevanje izhodne moči fotovoltaičnih celic uporabimo Monokristalne celice in jim namestimo KONCENTRATOR. To je oprična naprava sestavljena iz leč ali ogledal. Z povezavo več sončnih celic zaporedno in zapiranjem v okvir, ter dodajanjem stekla in folije na površini dobimo Fotovoltaični modul.