الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية ليس كبيراً، فكل منهما يكمل معنى ووظيفة الخلية الأخرى، ولكن هناك بعض الاختلافات بين كل نوع من الخلايا.
تكمن في معاييرها وتصميمها وكذلك استخداماتها، لذلك في موقع ملتزم سنناقش الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية بالتفصيل.
الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية
تتشابه الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية في بعض النواحي، لكن يمكن التمييز بينهما بشكل كبير لأن لكل منهما طريقة استخدام ودائرة مختلفة، والخلية الشمسية مصممة لتعمل فقط تحت ضوء الشمس.
بينما تعتمد الخلية الكهروضوئية على أي مصدر ضوئي ينتج الكهرباء؛ وفيما يلي سنناقش الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية بالتفصيل:
تعريف الخلية الشمسية
الطريقة الأولى لفهم الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية هي معرفة تعريفهما. الخلايا الشمسية هي أشباه موصلات يتم فيها خلط السيليكون مع مادة كيميائية لتكوين شحنة موجبة.
ويتم تصنيعه أيضًا في طبقة واحدة لاستيعاب حجم الخلية الواحدة. ثم يتم خلط السيليكون مع مادة كيميائية أخرى لتكوين شحنة سالبة وتصبح الطبقة العليا لتلك الخلية. وعندما يسقط الضوء على الخليتين، ينشأ مجال كهربائي يسمح لهذه المواد الكيميائية باختراق السيليكون وتوليد الطاقة هناك.
أنواع الخلايا الشمسية
يمكن تقسيم الخلايا الشمسية إلى ثلاثة أنواع رئيسية مختلفة، نوضحها بالتفصيل فيما يلي:
1- خلايا السيليكون البلورية
أحد أكثر أنواع الخلايا الشمسية شيوعاً، حيث أن 90% من الخلايا الشمسية مصنوعة من رقائق السيليكون البلورية المقطوعة من سبائك كبيرة يتم إنتاجها في المختبرات. وتستغرق هذه السبائك شهرًا لتنمو، وتأخذ شكل بلورات مفردة، وتُستخدم في صناعة الألواح الشمسية. الخلايا الشمسية.
2- الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة
تسمى الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة بالخلايا الكهروضوئية لأنها أرق بحوالي 100 مرة. تصنع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلورية من رقائق ذات أعماق ضحلة، ولكنها لا تسمى كذلك.
يتم تصنيع هذه الخلايا من خلال طبقات لتشكيل وحدة كهروضوئية وهي واحدة من أرخص الطرق لصنع ألواح الخلايا الشمسية. وهي مغلفة بالنوافذ وبلاط السقف والزجاج والمعدن الآخر.
ومع ذلك، وعلى الرغم من مرونتها، فإنها ليست بكفاءة خلايا السيليكون البلورية التقليدية، حيث تنتج الطاقة بكفاءة تصل إلى 20%، في حين أن كفاءة الخلايا ذات الأغشية الرقيقة تبلغ حوالي 7% فقط، حتى بالنسبة لأفضل الأنواع.
3- الجيل الثالث من الخلايا الشمسية
وهي أحد أنواع الخلايا الشمسية التي تجمع بين أحدث التقنيات، إذ تتمتع بمزايا خلايا السيليكون البلورية، بالإضافة إلى خصائص الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة، حيث توفر أكبر قدر من الطاقة والكفاءة.
كما أنها عملية الاستخدام وعادةً ما تكون مصنوعة من السيليكون البلوري أو بلورات البيروفسكايت أو البوليمرات العضوية. وتتميز بأنها تتكون من طبقات من مواد شبه موصلة ولها وصلات متعددة.
بالإضافة إلى ذلك، تعد هذه الخلايا أكثر كفاءة وعملية من العديد من أنواع الخلايا الأخرى وقد ثبت أنها تحقق ما يقرب من 30% من الكفاءة المطلوبة.
تعريف الخلية الكهروضوئية
الخلايا الكهروضوئية عبارة عن مقاومات لا يتجاوز قطرها نصف بوصة وهي مسطحة ومزودة بسلكين مصنوعين من معدن رفيع صلب ناتئ من الأسفل ومتصلين بلوحة دائرة كهربائية.
يعلق في الجزء العلوي من الخلية شريطين من المواد الكيميائية التي تشبه إلى حد كبير الخلايا الشمسية. عندما يضربهم الضوء، يتوسع الشريطان ويتصلان معًا، ويتدفق التيار عبر المفتاح.
دور الخلايا الكهروضوئية
ويوضح دور الخلية الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية حيث تلعب الخلايا الكهروضوئية دورا هاما في تنظيم الطاقة الشمسية الكهروضوئية حيث تقوم الخلايا الشمسية بتوليد الكهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي.
ومن هذا، يتم توليد الكهرباء من ضوء الشمس عن طريق تحطيم الإلكترونات الخارجية، ويمكن صنع الخلايا الكهروضوئية من مادة متعددة البلورات أو أحادية البلورات دون الحاجة إلى التعمق أكثر.
عندما يسقط الضوء على أشباه الموصلات في الخلية الكهروضوئية، فإن الإلكترونات السالبة تستثار وتتحلل، مما يؤدي إلى جذب الطبقة الموجبة الموجودة تحتها. يتشكل حاجز بين كل من الطبقتين، وتجبر الموصلات الإلكترونات على التحرك حول الخلية. حيث يتم توليد تيار كهربائي.
تقوم الموصلات بعد ذلك بإجبار التيار على مغادرة الخلية ويحمل تيارًا كهربائيًا يلتقط الطاقة التي تنتجها الخلية الكهروضوئية. ثم تعود الإلكترونات إلى الخلية وتتكرر العملية مرة أخرى.
دور الخلايا الشمسية
تنتج الخلايا الكهروضوئية دائمًا كمية محدودة من الطاقة، وهذا يتطلب أن تكون الخلايا الشمسية متصلة ببعضها البعض حتى تعمل معًا. تنتج الخلايا الشمسية الكثير من التيارات العالية وتزداد الطاقة وتساعد لوحة الخلايا الشمسية في الحفاظ على الخلايا الموجودة داخل اللوحة.
وهذا يجعلها أقل عرضة للتلف الناتج عن العناصر، ووفقًا لإعدادات النظام، يتم بعد ذلك إرسال الطاقة إلى العاكس الصغير أو العاكس المركزي وتحويلها إلى طاقة تيار متردد.
يمكن استخدامها في المنازل والأجهزة، على الرغم من أنه تجدر الإشارة إلى أن عدد الخلايا يعتمد على الحجم المختار وأيضًا على العلامة التجارية للوحة.
معايرة الخلايا الكهروضوئية والخلايا الشمسية
ولاستكمال توضيح الفرق بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية، تتم معايرة الخلية الشمسية باستخدام كمية معينة من المواد الكيميائية لإنتاج كمية معينة من الطاقة، بينما تمثل الخلايا الكهروضوئية مقاومة ودائرة كهربية تسمح للجهاز بالعمل وفق معايرة الحساسية المطلوبة.
الاستخدامات الممكنة للخلايا الكهروضوئية والخلايا الشمسية
تشمل الاختلافات بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية استخدامات كل منهما: تُستخدم الخلية الشمسية لتشغيل الأجهزة ذات الجهد المنخفض مثل الآلات الحاسبة أو لشحن سلسلة من البطاريات الكبيرة.
بينما تُستخدم الخلايا الكهروضوئية في أجهزة قياس الضوء، وكاميرات الفيديو، وإنارة أعمدة الشوارع، وكذلك في أجهزة الاستشعار لأمن الشركات والمصانع؛ إذا تم حجب الضوء بواسطة جسم ما، فسيتم قطع الطاقة عن المكان.
نظام الضوئية
بعد معرفة الفرق بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية، تجدر الإشارة إلى أن كلا من الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية مترابطة وتعمل بانسجام حيث أن الخلايا الكهروضوئية هي أحد المكونات الأساسية لوحدات الخلايا الشمسية.
في حين أن الألواح الشمسية هي مكونات حيوية للنظام الشمسي ويمكن لكل خلية كهروضوئية فردية تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء دون الحاجة إلى لوحة خلايا شمسية، فإن اللوحة مهمة فقط بحيث يتم تركيز الطاقة المنبعثة من الخلايا وتوجيهها إلى المنزل والعاكس.
وتختلف الخلية الشمسية عن الخلية الكهروضوئية في أنها تستمد طاقتها من ضوء الشمس لإنتاج الطاقة الكهربائية، بينما تعتمد الخلية الكهروضوئية على أي مصدر ضوئي لإنتاج الطاقة الكهربائية.
