Me yasa Solar Panels Galibi Shudi ne ko Baƙi?
Teburin Abubuwan Ciki
Gabatarwar Samfur
Ka yi tunanin rana a sarari.
Kana tsaye a gefen rufin gida kana kallon layuka na fentin hasken rana suna kwance a hankali a ƙarƙashin rana. Hasken rana da kansa fari ne, amma waɗannan fentin ba fari ba ne, ba zinari ba, ba bayyananne ba.
Yawancinsu shuɗi ne. Ko baƙi.
Kuma a nan wata tambaya ta halitta ta taso. Idan hasken rana ya wanzu don kama hasken rana, me yasa suke da duhu haka? Hankalinmu yana cewa fari shine mafi haske, azurfa shine mafi kyalli, zinariya yayi kama da rana. Amma bangarorin da suke samar da wutar lantarki suna kama da faranti na gilashin shuɗi-baki.
A matsayin mai samar da injunan yin bangarorin hasken rana da kuma hanyoyin samar da layin samar da bangarorin hasken rana, Ooitech na iya samar da layin samar da na'urorin baki gabaɗaya.
Wannan ba game da kyau ba ne. Tattaunawar injiniya ce ta shekaru da yawa tsakanin mutane da hasken rana.
Silicon polycrystalline shuɗi da silicon monocrystalline baki
Bayanin hoto: Shuɗi da baki na bangarorin hasken rana ba fenti ba ne. Sakamakon haɗin tsarin crystal, fim ɗin hana haske da kuma ingancin ɗaukar haske.
Bari mu fara da wani abu na yau da kullum. Sanye da baki a rana ta rani yana da zafi. Sanye da fari yana da sanyi. Tufafin fari suna hana haske da yawa. Tufafin baki suna shanye shi sosai.
Hanyoyin aikin hasken rana suna aiki daidai. Ga yawancin abubuwa, kyakykyawan haske yana da kyau. Ga hasken rana, haskakawa asara ce. Lokacin da hasken rana ya bugi panel ya koma sama, ba zai zama wutar lantarki ba. Hasken da ke shiga cikin silicon ne kawai ke da damar tada electrons ya samar da wutar lantarki. Ma'aikatar Makamashi ta Amurka ta bayyana a sarari: silicon Layer yana sha haske, electrons suna motsawa, kuma yayin da suke motsawa suna samar da wutar lantarki.
Don haka tun daga farko, hasken rana ba ya son zama fari. Fari yana nufin, 'Hasken rana ya zo, na mayar da shi sama.' Blue-black yana nufin, 'Hasken rana ya zo, ina ajiye yadda zan iya.'
Ma'aunin Fasaha
Me yasa yawancin tsofaffin panels suke blue?
Wannan ya koma ga wani nau'in panel na yau da kullun daga baya: polycrystalline silicon.
Polycrystalline silicon ba crystal daya cikakke ba. Yana da kananan hatsi da yawa da aka tattara tare. Ka yi tunanin saman tafkin daskararre, cike da tsage-tsage na kankara. Kowane hatsi yana nuna wata hanya ta daban. Hasken rana da ya buga shi yana haskakawa daban-daban a ko'ina. Shi ya sa poly panels sukan yi kama da blue ko deep blue, tare da saman da ke dauke da wani nau'i na tsage-tsage, kankara, metallic texture.
Don haka shuɗin poly silicon ba fenti ba ne. Ya fi kama da yanayin lu'ulu'u na silicon da ke nunawa a ƙarƙashin rana.
Amma shuɗin ba ya fitowa daga lu'ulu'u kaɗai. Akwai wani siririn Layer a saman panel ɗin da ake kira anti-reflective coating. Kalmar tana da fasaha, amma yana da sauƙin fahimta. Lokacin da kake sa tabarau, wasu lenses suna ɗaukar wani shuɗi-purple ko kore haske (allon wayar da kake kallo yanzu yana yin haka). Wannan fim ɗin ba ado ba ne. Yana rage haske don ƙarin haske ya ratsa cikin lens.
Haka yake da panel. Silicon a kansa yana da haske sosai. Idan ba a kula ba, wani ɓangare na hasken rana yana bouncing kai tsaye daga saman wafer. Don haka injiniyoyi suna sanya wafer ɗin da kuma sanya anti-reflective coating don ƙarin haske ya shiga cikin silicon. Lokacin da DOE ke bayyana masana'antar crystalline silicon module, sanya anti-reflective coating a gaban cell ɗin an jera shi a matsayin ɗaya daga cikin matakan samar da cell.
Hoton microscope na lantarki na saman wafer
Caption: A ƙarƙashin microscope, saman wafer ba fili mai santsi ba ne amma fili mai yawan ƙananan pyramids. Wannan texture yana rage haske kuma yana kama ƙarin hasken rana a cikin wafer.
| Abu | Cikakken bayani |
|---|---|
| Shaƙar poly silicon (textured + AR coating) | kusan 93%–97% na hasken rana |
| Shaƙar silicon baƙi | fiye da 98% na hasken da ya shiga |
| Kason monocrystalline na jigilar kayayyaki (2022) | 96% |
| Ingantaccen aikin panel na gaske | kusan 20%–22% |
| Farkon silicon cell mai amfani (1954, Bell Labs) | kusan 6% inganci |
Kuna iya tunanin rufin anti-reflective a matsayin ƙofar shiga mai laushi. Idan bambancin gani tsakanin iska da silicon ya yi yawa, haske yana dawowa da sauƙi. Idan akwai wani matakin canji a tsakani, haske yana shiga cikin wafer cikin sauƙi. Kayan silicon baƙi na NREL yana da layin da ya dace da wannan tunani: ƙarancin haske yana nufin ƙarin shaƙar, wanda ke nufin inganci mafi girma da ƙarin wuta. Tsarin daidaitaccen rubutu da rufin anti-reflective sun riga sun ba da damar cell ta shaƙi kusan 93%–97% na hasken rana, yayin da tsarin silicon baƙi yana ba da damar wafer ta shaƙi fiye da 98% na hasken da ke shigowa, shi ya sa yake kama da baƙi. Wannan yana nuna abu ɗaya a sarari: yadda panel ke son zama mai inganci, to ba za ta iya ba da damar haske ya yi yawa ba.
Blue shine ragowar haske ne daga farkon poly silicon da fim ɗinsa na hana haske. Black shine yadda silicon yake kama bayan ya koyi cinye haske.
Fa'idodin Fasaha
Daga baya, black panels sun zama ruwan dare gama gari.
Bayan wannan akwai wani babban hali: monocrystalline silicon.
Mono silicon ya fi kama da tubali guda mai shugabanci ɗaya da tsari mai tsabta. Ba ya ɗauke da tsattsagewar poly silicon, don haka samansa ya fi daidaito, zurfi, kuma kusa da black.
Idan poly silicon yana kama da wani shuɗin kankara mai tsattsage, mono silicon yana kama da dutsen obsidian.
Yawancin rufin gidaje yanzu sun fi son all-black modules. Daga nesa ba su kama da grid na sassa na masana'antu ba. Sun fi kama da black gilashin da aka shimfida da kyau. Bayanan DOE sun nuna cewa zuwa 2022 monocrystalline silicon ya riga ya zama kashi 96% na jigilar solar modules a duniya, ya zama mafi yawan kayan sha a cikin modules na yau, kuma modules da aka samar da masana'antu yawanci suna kaiwa ingancin duniya kusan 20%–22%.
Don haka black ba kawai game da kallon alatu ba ne. A bayansa akwai mafi daidaitattun crystals, mafi balagaggen masana'antu, ƙarancin haske, da kuma hanya mafi inganci ta sha haske.
Tsarin kristal mai daidaituwa tare da silicon monocrystalline
Ƙananan haske mai nunawa, ƙarin haske a ciki
Ƙarin sha, har zuwa sama da 98% tare da silicon baƙi
Mai tsabta, kallon baƙi-duk wanda aka fi so a kan rufin zamani
Mature, ƙananan farashi masana'antu da ya dace da yawan aiki
Aikace-aikacen Samfur
Komawa tarihin wutar lantarki ta hasken rana
A cikin 1954, Bell Labs ya nuna farkon amfani da silicon solar cell. Ingantaccensa ya kai kusan 6% kawai. Ta ma'aunin yau 6% yana da ƙasa, amma a lokacin ya isa ya juya ƙaramin abin wasa, kuma ya isa ya sa mutane su yi imani a karon farko cewa hasken rana zai iya yin fiye da bushe tufafi da dumama fata. Zai iya juya kai tsaye zuwa wutar lantarki. Ƙungiyar Physics ta Amurka ta rubuta wannan tarihin kuma: Bell Labs ya nuna farkon amfani da silicon solar cell a ranar 25 ga Afrilu, 1954, tare da farkon silicon cells kusan 6% inganci.
Hoton tarihi na 1954 Bell Labs solar cell
Caption: Farkon silicon solar cells ba su da inganci sosai, duk da haka sun buɗe ƙofar zuwa photovoltaics na zamani.
Ya kasance kamar farawa. Kwayoyin farko suna da tsada, ƙanana, kuma suna jin kamar abin wasa na gaba daga dakin gwaje-gwaje. Sa'an nan suka tafi sararin samaniya. Tauraron dan adam ba zai iya ɗaukar kwal ba kuma ba zai iya musanya batura kowace rana ba, don haka hasken rana ya zama mafi kyawun tushen makamashi. Bayan haka, an yanka wafers sirara, matakai sun girma, farashi ya ragu. Waɗancan ɓangarorin shuɗi-baƙi waɗanda a da na dakin gwaje-gwaje da sararin samaniya ne kawai, a hankali suka bazu cikin hamada, masana'antu, makarantu, wuraren ajiye motoci da rufin gidaje na yau da kullun.
Launi ya canza a hanya. Daga shuɗin poly silicon na yau da kullun na farko zuwa baƙin mono silicon na yanzu, yana iya zama kamar ba komai ba face inuwa mai zurfi. Amma a bayansa, dukkan sarkar samar da kayayyaki tana ci gaba.
Ƙarancin tunani. Ƙarin sha. Ingantacciyar aiki. Ƙarancin farashi. Mafi dacewa don yaduwa mai girma. Kuma launi ya ci gaba da yin duhu.
Black modules a kan rufin zamani
Caption: Gidajen zamani suna ƙara amfani da baƙi ko baƙi gabaɗaya. Suna da tsabta kuma suna nuna balagaggen monocrystalline silicon da ƙirar ƙarancin tunani.
Shin za a iya sanya bangarori ja, kore ko zinariya?
Tabbas za a iya.
Ginin da aka haɗa da hasken rana yana da yawancin na'urori masu launi. Gine-ginen birni ba koyaushe suke son bangon gilashin baƙi ba, don haka injiniyoyi suna amfani da sutura na musamman, rubutu da rufewa don juya bangarori zuwa launin toka, ja-brick, kore, har ma da kusanci da sautin bangon labule na yau da kullun.
Amma farashin kai tsaye ne. Kuna ganinsa ja saboda yana nuna wani haske ja a gare ku. Kuna ganinsa kore saboda yana nuna wani haske kore a gare ku. Kuma hasken da aka nuna bai shiga cikin tantanin halitta don yin wuta ba. Wannan yana nufin asarar kudaden shiga da ƙarancin ingancin samarwa. PV mai launi ba shi yiwuwa ba. Yana buƙatar sabuwar tattaunawa tsakanin kamanni da inganci.
Launi mai kyau baya sa panel ta fi kyau. Ƙwararrun injiniyanci sau da yawa ba ta kan zaɓi mafi kyawu ba, amma ta kan zaɓi wanda ya fi dogaro, mafi inganci kuma mafi tsada a cikin dogon lokaci.
Tuntuɓi da Siyayya
Don haka ka sake duba wannan tabo mai shuɗi-baki a kan rufin
Ba wai kawai na'urorin hasken rana suna kama da haka ba. Sakamakon da aka tace ta hanyar siliki, tsarin crystal, fim ɗin hana haske, farashin kera da kuma haɗin gwiwar samar da wutar lantarki ne.
Shuɗi ba ado ba ne. Baƙi ba ɗanɗano ba ne.
Ita ce panel din da ke gaya maka ba ta son mayar da hasken rana zuwa sama. Tana son ta rike hasken, ta tada electrons, ta mayar da photons marasa ganuwa zuwa current da ake gani. Rana ta fado ta cikin gajimare ta sauka a kan wannan shuɗi-baki mai shiru. Babu hayaniya, babu bututu, babu wuta. Kawai haske yana shiga silicon, electrons sun fara motsi, current yana gudana ta kan siraran yatsun karfe zuwa wani wuri mai nisa.
A wannan lokacin, panel din hasken rana kamar wani shafi ne baki wanda rana ta rubuta a kansa. Kuma abin da mutane ke karantawa a kai shi ne wata karamar amsa a sarari.
Don ta kama dan karin hasken rana, silicon ta yi ado da shuɗi-baki.
Ra'ayin Ooitech
Canjin daga blue poly zuwa all-black mono ba kawai salon launi ba ne, labari ne na masana'anta game da matse haske zuwa kusa da sifili. A gefen module muna ganin sa kowace rana: uniform mono cells, tight texturing da clean lamination sune abubuwan da ke sa all-black panel ya yi kyau kuma ya yi aiki. Idan kana son ganin yadda ake gina wadannan black modules a kan layi na gaske, tashar mu ta YouTube a www.youtube.com/ooitech tana nuna filin masana'anta kusa, kuma yana da daraja biyan kuɗi idan masana'antar hasken rana ce abinka.
