الخلايا الكهروضوئية الرقيقة

مقدمة:

يتم تصنيع الخلايا الكهروضوئية بطرق مختلفة، وبأحجام وهيئات تتناسب مع التطبيق المطلوب منها، وأبسط هذه الخلايا هي الخلايا الكهروضوئية الرقيقة والتي تسمى (Thin-Film solar cells) والتي قدمت أول مرة في سبعينيات القرن الماضي من قبل باحثي جامعة ديلوار في الولايات المتحدة، وتطورت كثيراً منذ ذلك الحين وانتشرت بشكل كبير ومتزايد، وتوجد بأنواع متعددة وتعتبر منخفضة السعر نسبياً.^

** أنواع الخلايا الشمسية الرقيقة:**

& الخلية الشمسية الرقيقة هي أداة مصممة لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية من خلال الأثر الكهروضوئي، وتتكون من طبقات من مواد نصف ناقلة بسماكة من رتبة الميكرون مثبتة على مادة مرنة.

أكثر أنواع الخلايا الشمسية الرقيقة هي المصنوعة من تيلوريد الكادميوم (CdTe : Cadmium Telluride)، فهي أرخص ثمناً من الخلايا السيليكونية الرقيقة، ويصل مردود تحويلها إلى 18%، وفي عام 2014 كانت تعتبر هذه الخلايا هي ذات زمن الاسترداد الأقل بين الخلايا الشمسية الرقيقة (ويعرف زمن الاسترداد بأنه الزمن اللازم لإنتاج طاقة تغطي كلفة شراء وتركيب الخلايا).

نوع آخر من أنصاف النواقل المستخدمة في تصنيع الخلايا الشمسية الرقيقة هو سيلينيد غاليوم إنديوم النحاس (CIGS : Copper Indium Gallium Selenide)، ويصل مردود التحويل مخبرياً لهذه الخلايا إلى 20%، في حين يكون مردود التحويل لها فعلياً حوالي 14%، مما يجعلها رائدة في المواد البديلة لتصنيع الخلايا، خاصة في تقنيات الخلايا الرقيقة، لكن هذه الخلايا تعتبر قليلة الانتشار بسبب ثمنها المرتفع نسبياً.

الخلايا الشمسية الرقيقة المصنوعة من الزرنيخ والغاليوم (GaAs : Gallium Arsenide) لها مردود تحويل مخبري يصل إلى 30%، لكن عملية تصنيعها مكلفة جداً مما وقف في طريق انتشارها في الأسواق وينحصر استخدامها في الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية.