دانلود مقالات ISI درباره سلول خورشیدی + ترجمه فارسی

سلول خورشیدی (به انگلیسی: solar cell یا photoelectric cell) یا سلول فتوولتائیک (به انگلیسی: photovoltaic cell)، یک قطعه الکترونیکی حالت جامد است که درصدی از انرژی نور خورشید را، مستقیماً توسط اثر فوتوولتاییک؛ که پدیده‌ای فیزیکی و شیمیایی است، به الکتریسیته تبدیل می‌کند. سلول‌های خورشیدی ساخته شده از ویفر‌های سیلیکون، کاربرد بسیاری دارند. سلول‌های تکی، برای فراهم کردن توان لازم دستگاه‌های کوچک‌تر، مانند ماشین حساب الکترونیکی به کار می‌روند. آرایه‌های فوتوولتاییک، الکتریسیتهٔ پایدار و تجدیدپذیری را تولید می‌کنند که عمدتاً در موارد عدم وجود شبکهٔ انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارد. برای مثال می‌توان به محل‌های دور از دسترس، مانند ماهواره‌های مدارگرد، کاوشگرهای فضایی و ساختمان‌های مخابراتی دور از دسترس اشاره کرد. علاوه بر این استفاده از این نوع انرژی امروزه در محل‌هایی که شبکهٔ توزیع هم موجود است، به منظور کمک به کم کردن تکیه و فشار بر سوخت‌های فسیلی و دیگر دشواری‌های محیط زیست و نیز از دیدگاه اقتصادی مرسوم شده‌ است. در حال حاضر دو فناوری در ساخت سلول‌های خورشیدی غالب است: فناوری نسل اول و نسل دوم. فناوری نسل اول بر پایه ویفرهای سیلیکونی با ضخامت ۴۰۰–۳۰۰ میکرومتر است که ساختاری بلوری یا چند بلوری دارند که یا از بریدن شمش بدست می‌آیند یا از روش EFG و با کمک خاصیت مویینگی رشد داده می‌شوند. فناوری نسل دوم یا تکنولوژی لایه نازک، براساس لایه نشانی نیمه هادی روی بسترهای شیشه‌ای، فلزی یا پلیمری، در ضخامت‌های ۵–۳ است. سلول‌های فتو ولتائیک از مواد ویژه‌ای ساخته شده‌اند که آنها را semiconductor یا نیمه رسانا می‌نامیم از این مواد می‌توان به سیلیکون اشاره کرد که اکنون بسیار پرکاربرد است در اصل هنگامی که نور با سلول برخورد می‌کند مقدار مشخصی از آن توسط مواد نیمه رسانا جذب می‌شود این یعنی انرژی جذب شده از نور به نیمه رسانا منتقل می‌شود انرژی به الکترون‌های سست ضربه می‌زند و اجازه می‌دهد که آنها آزاد شده و به گردش در آیند. سلول‌های فتو ولتائیک دارای یک میدان الکتریکی هستند که به عنوان یک اجبار برای الکترون‌های آزاد شده توسط نور جذب شده عمل می‌کند و آنها را در جهت معینی به جریان می‌اندازد این گردش الکترون‌ها یک جریان ایجاد می‌کند و با قرار دادن اتصال‌های فلزی در پایین و بالای سلول فتو ولتائیک می‌تواند این جریان را برای مصارف مختلف بیرون بکشد این جریان به همراه ولتاژ درون سلول‌ها که در نتیجه میدان یا میدان‌های الکتریکی درونی سلول ایجاد می‌شود قدرت یا ولتاژ تولیدی توسط یک سلول خورشیدی را تعریف می‌کنند. هزینه مواد اولیه در تکنولوژی نسل دوم، پایین‌تر است و از آن گذشته، اندازه سلول تا ۱۰۰ برابر بزرگتر از اندازه سلول ساخته شده با تکنولوژی نسل اول است که مزیتی برای تولید انبوه آن محسوب می‌شود. در عوض بازدهی سلول‌های نسل اول، که اغلب سلول‌های بازار را تشکیل می‌دهند، به دلیل کیفیت بالاتر مواد، از بازدهی سلول‌های نسل دوم بیشتر است. انتظار می‌رود اختلاف بازدهی میان سلول‌های دو نسل با گذشت زمان کمتر شده و تکنولوژی نسل دوم جایگزین نسل اول شود. مواد گوناگونی تاکنون در ساخت سلول‌های خورشیدی استفاده شده‌اند که بازده و هزینه‌های ساخت متفاوتی دارند. در واقع این سلول‌ها باید طوری طراحی شوند که بتوانند طول موج های نور خورشید را که به سطح زمین می‌رسد با بازده بالا به انرژی مفید تبدیل کنند. در منابع مختلف انواع گوناگونی از تقسیم‌بندی‌ها در زمینه سلول‌های خورشیدی انجام می‌شود. بر حسب موادی که برای ساخت سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شوند سلول‌های خورشیدی در چهار نسل قرار می‌گیرند که در ذیل به آنها اشاره شده است: 1- ویفرهای سیلیکون تک بلوری 2- سیلیکون بی‌شکل، سیلیکون چندبلوری، کادمیوم تلوراید، آلیاژ مس-ایندیوم-گالیم-دی سلناید 3- سلول‌های نانوبلور، سلول‌های فوتوالکتروشیمیایی، سلول‌های پلیمری، سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ 4- بلورهای معدنی هیبرید شده داخل ماتریکس پلیمری همچنین سلول‌های خورشیدی را از نظر فناوری ساخت می‌توان به سه دسته تقسیم کرد. سلول‌های خورشیدی آلی یکی از این موارد است که جزو نسل سوم سلول‌های خورشیدی هستند.