بيت الإختراعات والإبداع
اهلا ومرحبا بزائرنا العزيز لقد تشرفنا بقدومك ونتمنى لك الإستفادة القصوى من منتديات
إختراعات وإبداع

فإذا كونت مخترع او مبتكر او مفكر أو مكتشف أو مبدع فى أى مجال من المجالات العلمية او الهندسية أو العمليه وترغب فى تنمية أفكارك او تسويقها او الحصول على سلعة او ابتكار جديد من انتاج المخترعين العرب فيعتبر منتدى إختراعات وإبداع هو مكانك وهدفك الذى تبحث عنه فيشرفنا تسجيلك معنا وانضمامك لزملائك من المخترعين والعباقرة العرب لتستفيد وتفيد بما تجود به مما اعطاك الله من علم لزملائك المبدعين ومازال باب التسجيل مفتوح مجانا حتى الآن فلا تأجل انضمامك لنا كزميل ربما لاتجد هذه الفرصة غدا بشكل مجانى وراعى أن تسجك باسم يليق بك كمبدع ومخترع ويليق بالمنتدى وان اعظم الأسماء لم يكن افضل من اسمك الحقيقى وانت كعالم تعتبر ثروة لوطنك العربى يجب تعريف نفسك كالنوع والبلد فى ملف تعريفك وهذا مهم جدا حتى لاتتعرض للحذف مستقبلا وتظل عضويتك مدى الحياة اطال الله بقائكم وسدد خطاكم لرفعة وطننا العربى من المحيط للخليج
مدير عام المنتدى / المخترع المهندس شحات أبو ذكرى

بيت الإختراعات والإبداع


 
الرئيسيةس .و .جبحـثالتسجيلدخول

شاطر | 
 

 مجموعة من الخلايا الشمسية بتقنية الصبغات العضوية

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
Admin
مير عام المنتدى
avatar

عدد المساهمات : 1342
تاريخ التسجيل : 29/08/2008
العمر : 62
الموقع : فرصة للثراء العلمى والمادى تقدمها مؤسسة فاستر ماث التعليمية لإجراء الحسابات بالأصابع أسرع من الآلات الحاسبة لشباب الخريجين والمستثمرين الصغار والكبار بالتعاقد بنظام الفرنشايز لإقتتاح مركز فرعى لكم تابع لفاستر ماث لتعليم أبناء ببلدكم faster-math.com

مُساهمةموضوع: مجموعة من الخلايا الشمسية بتقنية الصبغات العضوية    السبت 13 نوفمبر 2010, 12:38 am



[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


مجموعة من الخلايا الشمسية بتقنية الصبغات العضوية


تقنية جديدة تستخدم لصناعة الخلايا الشمسية تعرف باسم dye-sensitized solar cell أي الخلايا الشمسية المصنعة باستخدام الصبغات العضوية والتي تعرف بالاختصار DSSC هي تقنية جديدة تندرج تحت التقنيات المستقبلية لصناعة الخلايا الشمسية بتكلفة قليلة. وتصنع الخلايا من مادة شبه موصلة بين أنود ضوئي والكترولايت (electrolyte ) وهو عبارة عن مادة تحتوي على ايونات تجعل من المادة موصلة للكهرباء. وابتكر هذه التقنية العالمين Michael Grätzel و O'Regan في العام 1991 وتعرف أيضا هذه الخلايا باسم العالم Grätzel أي نطلق عليها خلايا جرازيل Grätzel cells
تعتبر خلية جرازيل مهمة جدا لأنها تصنع من مواد غير مكلفة ولا تتطلب أجهزة معقدة لتصنيعها. وعندما تنتج بشكل كبير يجب أن تكون اقل تكلفة من الخلايا الشمسية المصنعة بالمواد الصلبة. ويمكن أن تصنع في صورة ألواح مرنة وذات قوة ميكانيكية عالية.
وبالرغم من أن كفاءة التحويل conversion efficiency (كفاءة تحويل أشعة الشمس إلى تيار كهربي) اقل من خلايا الأغشية الرقيقة الشمسية إلا أن النسبة بين التكلفة على الأداء تعتبر كبيرة بما فيه الكفاية لتنافس في مجال الطاقة الكهربية المتولدة عن الوقود البترولي. الكثير من التطبيقات التجارية المعتمدة على الخلايا الشمسية الصبغية متوقفة نتيجة لمشاكل متعلقة بالاستقرار الكيميائي لها إلا أن جهود عملية مضنية بذلت للتغلب على هذه المشاكل ويتوقع أن ترى هذه الخلايا النور في العام 2020 بإذن الله تعالى.
وفي هذه المقالة من كيف تعمل الأشياء سوف نقوم بشرح فكرة عمل الخلية الشمسية الصبغية بالمقارنة مع الخلية الشمسية التقليدية وعرض بعض مقاطع الفيديو التي تشرح طريقة تصنيع خلية شمسية صبغية.
وقبل أن نقوم بشرح تفاصيل هذه التقنية الواعدة لنلقي الضوء على تقنية الخلايا الشمسية المعتمدة على أشباه الموصلات والتي تم شرحها في كيف تعمل الأشياء ومدرجة في مراجع هذا المقال،

الخلايا الشمسية بتقنية أشباه الموصلات
باختصار فان الخلايا الشمسية التقليدية المعروفة والتي تعتمد على أشباه الموصلات فإنها تصنع من بلورتين احدهما مطعم بشوائب تجعل البلورة n-type أي تحتوي على عدد من الالكترونات الحرة الإضافية والبلورة الأخرى تطعم بشوائب تجعلها من النوع p-type والتي تفتقد الالكترونات الحرة. وعند توصيل البلورتين مع بعضهما البعض لتشكل وصلة p-n فان بعض الالكترونات في n-type سوف يتدفق إلى p-type لسد العجز في الالكترونات فيه، علما بان الفقد في الالكترونات في p-type يعرف باسم فجوة hole.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وفي النهاية فان عدد كافي من الالكترونات سوف يتدفق عبر الحد الفاصل بين البلورتين ليعمل على مساواة مستويات فيرمي Fermi levels في البلورتين. وتتكون منطقة فاصلة تعرف باسم وصلة p-n (p-n junction)، حيث تستنزف حاملات الشحنة أو تتراكم على كلا جانبي الحد الفاصل. في مادة السليكون فان انتقال الالكترونات سوف يعمل فرق جهد عند الحد الفاصل تتراوح قيمته بين 0.6 إلى 0.7 فولت.
عند تعرض الوصلة الآن لأشعة الشمس فان فوتونات الضوء سوف تصطدم بالالكترونات المرتبطة في n-type وتعطيها المزيد من الطاقة بعملية تعرف باسم الإثارة الضوئية photoexcitation. وفي مادة السليكون، فان أشعة الشمس سوف تزود الالكترونات بالطاقة الكافية لتنتقل الالكترونات من حزمة التكافؤ (مستوى الطاقة المنخفض) إلى حزمة التوصيل (مستوى الطاقة الأعلى). والالكترونات في حزمة التوصيل تكون حرة الحركة. وعند توصيل وصلة p-n في دائرة كهربية فان الالكترونات سوف تتدفق من n-type إلى p-type وتقوم هذه الالكترونات بملء الفراغات في حزمة التكافؤ التي تركت فارغة بدون الكترونات. وبهذه الطريقة تقوم أشعة الشمس بتوصيل التيار الكهربي.

في أي مادة شبه موصلة semiconductor فان فجوة الطاقة band gap تعني أن الفوتونات التي تمتلك نفس قيمة فجوة الطاقة أو أكثر هي تلك التي تساهم في إنتاج التيار الكهربي. وفي حالة مادة السليكون silicon، فان معظم الضوء المرئي من الأحمر وحتى البنفسجي يمتلك الطاقة الكافية ليساهم في إنتاج التيار الكهربي. ولكن لسوء الحظ فان الطاقة الإضافية التي تمتلكها فوتونات الضوء الأزرق والبنفسجي تفقد في شكل حرارة. كما انه لكي نحظى بفرصة معقولة لاقتناص الفوتون في طبقة n-type يجب أن تكون سميكة بشكل مناسب. وهذا أيضا سوف يزيد من فرصة انطلاق إلكترون أخر ليتحد مع فجوة في المادة قبل أن يصل إلى الحد الفاصل لوصلة p-n. هذه التأثيرات تجعل أقصى كفاءة يمكن أن نحصل عليها محدودا في الخلايا الشمسية المصنعة من مادة السليكون، وحاليا فان الكفاءة تتراوح بين 12% إلى 15% في الأنظمة التجارية ويمكن أن تصل إلى 25% في المختبر.
حتى الآن فان المشكلة الأكبر في الخلايا الشمسية التقليدية هي التكلفة العالية لإنتاجها، فالخلايا الشمسية تتطلب طبقة سميكة من السليكون المطعم بالشوائب ليمتلك معدل امتصاص للفوتونات مقبولا، وعملية تصنيع السليكون مكلفة جدا. وقد وجد الكثير من الطرق المختلفة لتقليل التكلفة بما فيها تقنيات إنتاج الأغشية الرقيقة، ولكن حتى يومنا هذا فان تطبيقها لازال محدودا لوجود العديد من المشاكل العملية. ويوجد حاليا خط بحثي جديد نجح في زيادة كفاءة الخلايا الشمسية التقليدية يعتمد على إنتاج وصلات متعددة multi-junction إلا إن إنتاج هذه الخلايا مكلف للغاية ويمكن أن يكون مناسبا فقط لبعض المؤسسات الضخمة. وبصفة عامة فان الخلايا الشمسية المعدة للتثبيت على أسطح المنازل لم تتغير كفاءتها بشكل مناسب للاستخدام العملي بالرغم من انخفاض تكلفة الحصول عليها.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]




المصدر: [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]


واتمنالكم الفائدة ان شاء الله


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]






توقيع كاتب الموضوع



[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]



[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.inventions-home.110mb.com/
 
مجموعة من الخلايا الشمسية بتقنية الصبغات العضوية
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
بيت الإختراعات والإبداع :: تعليم اساسى للمبتكرين والمفكرين ومن فى طريقهم لهذا الهدف :: كيف تعمل الأشياء - كيف تُصنع الأشياء - كيف تَصنع بنفسك الأشياء - كيف تقى نفسك من مخاطر الأشياء :: كيف تعمل الأشياء-
انتقل الى: