پانلهای خورشیدی دستگاههایی هستند که نور خورشید را جذب کرده و انرژی تابشی خورشید را بهطور مستقیم یا غیرمستقیم از طریق اثر فتوولتائیک یا اثر فتوشیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند. ماده اصلی اکثر پانلهای خورشیدی، سیلیکون شامل سیلیکون تکبلوری و چندبلوری است. انواع مختلفی از پانلهای خورشیدی وجود دارد. در این مقاله، چهار نوع از آنها معرفی میشوند.
1- پانل خورشیدی سیلیکون مونوکریستالی
پانلهای خورشیدی سیلیکون مونو کریستالی بازده تبدیل فوتوالکتریک حدود ۱۵ درصد و حداکثر تا ۲۴ درصد دارند که بالاترین میزان در بین انواع پانلهای خورشیدی است؛ اما هزینه تولید آنها بسیار بالاست و به همین دلیل هنوز بهطور گسترده و همگانی بهصورت انبوه استفاده نمیشوند. از آنجا که سیلیکون مونو کریستالی معمولاً با شیشهٔ مقاوم و رزین ضدآب پوشانده میشود، بادوام است و طول عمر مفید آن تا ۱۵ و حتی ۲۵ سال میرسد.
در حال حاضر، سیلیکون کریستالی مهمترین ماده فتوالکتریک است و بیش از ۹۰ درصد از سهم بازار را به خود اختصاص داده و در آینده نیز برای مدت طولانی، ماده اصلی سلولهای خورشیدی خواهد بود. تقاضا برای سیلیکون تکبلور عمدتا از سمت نیمهرساناها و سلولهای خورشیدی است. با توجه به نیازهای مختلف خلوص، میتوان آن را به دو نوع الکترونیکی و خورشیدی تقسیم کرد. پانل خورشیدی تاشو ۶۰ وات هیچ چیز داخل پرانتز وجود ندارد. پنل خورشیدی قابل حمل 100 وات هیچ چیزی در پرانتز وجود ندارد. پنل خورشیدی قابل حمل 120 وات .
2- پانل خورشیدی پلیسیلیسیم
فرآیند تولید سیلیکون چندبلوری پانلهای خورشیدی عملکرد پنلهای خورشیدی پلیکریستالی شبیه پنلهای خورشیدی تککریستالی است، اما راندمان تبدیل فوتوالکتریک آنها بسیار کمتر و حدود ۱۲ درصد است. از نظر هزینه تولید، ارزانتر از پنلهای خورشیدی تککریستالی هستند؛ مواد اولیه آنها به سادگی تولید میشود، مصرف انرژی کمتری دارند و در مجموع هزینه تولید پایینی دارند، بنابراین بهصورت انبوه تولید میشوند. علاوه بر این، عمر مفید پنلهای خورشیدی پلیسیلیسیم کوتاهتر از پنلهای خورشیدی تککریستالی است. از نظر نسبت قیمت به عملکرد، پنلهای خورشیدی تککریستالی اندکی بهتر هستند.
عملکرد اصلی سلولهای خورشیدی، تولید برق است و بازار اصلی تولید برق، سلولهای خورشیدی سیلیکونی بلوری و سلولهای خورشیدی لایه نازک هستند. هر دو نوع مزایا و معایبی دارند. سلولهای خورشیدی سیلیکونی بلوری هزینه تجهیزات کمتری دارند، اما هزینه مصرف و سلولها بالاست، در عوض راندمان تبدیل نور به برق در آنها بالاست و برای مناطق با تابش آفتاب زیاد مناسبترند. سلولهای خورشیدی لایه نازک، هزینه تجهیزات بالاتری دارند، اما هزینه مصرف و باتری آنها بسیار پایین است و عملکرد خوبی در نور کم دارند و میتوانند حتی با نور معمولی، مانند نور محیطی که در سلولهای خورشیدی ماشینحسابها استفاده میشود، برق تولید کنند.
3- پنل خورشیدی سیلیکون غیر بلوری
پانل خورشیدی سیلیکون آمورف نوع جدیدی از پانلهای خورشیدی فیلم نازک است که در سال ۱۹۷۶ ظاهر شد و کاملاً با پانلهای خورشیدی سیلیکون تکبلوری و چندبلوری متفاوت است. فرآیند تولید آن بسیار سادهتر شده، مصرف مواد سیلیکونی بسیار کم است، مصرف انرژی پایینتر است و مزیت اصلی آن تولید برق حتی در شرایط نور ضعیف است. با این حال، مشکل اصلی پانلهای خورشیدی سیلیکون آمورف، پایین بودن و ناپایداری راندمان تبدیل فوتوالکتریک است و با گذشت زمان، راندمان تبدیل کاهش مییابد.
4- پانل خورشیدی چند ترکیبی
پانلهای خورشیدی چند ترکیبی، پانلهایی هستند که از یک ماده نیمهرسانای تک عنصری ساخته نشدهاند. انواع مختلفی از این پانلها در کشورهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفتهاند که بیشتر آنها هنوز صنعتی نشدهاند و شامل موارد زیر میشوند: پانلهای خورشیدی سولفید کادمیم، پانلهای خورشیدی آرسنید گالیوم، و پانلهای خورشیدی سلنید مس ایندیم.