MAKALE çok dayanıklı bir hale gelmiş olup 20 yılın üzerinde kullanım sürelerine ulaşırlar (Snowdon, 2001 ). Her bir modül başına 12-24 V arası gerilim elde edilebilmektedir. PV üniteler fotovolfaik hücre ve modüllerden oluşan sistemin temel elemanlarıdır. PV hücrelerin kabaca 0.5 V gerilirnde 1 W gü~ ürettiği düşünülürse bu hüaelerin neden modüller halinde kullanıldığı hakkında bir fikir edinilebilir. Genelde bir modülde 30-36 hücre seri bağlı olarak kullanıl ı r (Hazcn, 1996). bir bağı kı rı nca, elektronlardan biri kafesten dışarı çıkmak için serbest kal ır. Eksik elektron geride bir boşluk bırakı r, ki bu boşluk etrafında elektronlar yer değiştiririerken kafesten dışarı sıkabilirler. Birçok açıdan, bu boşluklar partikül gibi davranırlar ve elektronlara benzer fakat pozitifyüklüdürler. Eleidronların ve bu boşlukların ters yönde hareketleri yarı iletkendeki elektrik akımını oluşturmaktadır (AI-Ismaily vd., 1998). PV etki en kolay p-n ekiemi için tanımlanabilir. Yukarıdaki açıklamayı 2.3. Fotovolfaik Pillerin Fiziksel Si için örneklendirirsek, silisyum Yapısı ve Çalı§ma Prensibi gibi tipik bir yarıiletkende silisyum Güneş hücreleri ilikon gibi yon ilet- atomunun dört valans elektronuk~nlerden yapılmış, genellikle ka- nun her biri kimyasal bir bağla dilınl ığı 2,5 x 1 0·4 m olan dilimler for- ğerine bağlıdır ve normal şartlarda munda olan elektronik cihazlardır. hiç serbest elektronu yoktur. Söz Katkı işlemi sırasında çok küçük bir miktarda katkı maddesi eklenerek n- (negatif) ve p+ (pozitif) olarak adlandırılan iki farklı katınan oluşturulmaktadır. Bir n- tipi malzeme taşıma bandında fazlaca elektron taşımaktayken , p+ tipi malzernede pozitif yüklü protonlann fazlalığından dolayı elektron boşlukJan vardır. Genel olarak n- tipi katman oluştunnak için katkı maddesi olarak fosfor, p+ tipi katman için ise bor katkıl ı siliken kullanılır. Pozitif konfakt bu ince plakanın arka ındaki metal iken, negatif konfakt cihoza mümkün olduğunca çok güneş ışığının gelmesine müsaade etmekt dir. Güneş ışığındaki fotonlar el ktronlan tabakanın bir tarafından diğerine hareket etmeye zorlar bu hareketle de elektrik akımı elde edilir. Güneş ışı nı yaniletken malzeme üzerine düştüğünde, valans elektronunu harekete geçirirler. Bir foton 134 Tesısat Detgls Sayı ·137 - Mayıs 2007 konusu bu yarıi letken arsenik veya fosfor gibi beş valans elektronu olan başka bir maddeyle karıştıni dığında 5'e karsı 4 eşleşmenin (bağ oluşumu) sonucunda l elektron arta ka lacaktır. Sistemdeki bu orta kalan elektronlar serbest olarak hareket edebilecektir ve n-tipi bir yoniletken bu şekilde oluşmuş olacaktı r. P+ tipi yaniletkende ise, aynı yarı i letken (Si), bor gibi üç valans elektronu bulunan bir madde ile kotkı londırıldığında bu sefer tom tersine elektron eksikl iğ i olur. Yuka rıdaki paragrafta da söylendiği şekilde bu elektron kafes içinde serbest hareket edebilen bir boşluk olarak tanımlanabilir. n- bölgesinin p+ bölgesine yakın kısımlarında pozitif yük fazlalığı ve p+ bölgesinin n- bölgesine yakın kısı mlarında ise negatif yük fazlalığı oluşması ile bölgelerin temas yerlerinde bir elektrik alan oluşur. Bu şekilde bir tarafı p+ diğer tarafı n- tipi katkılanmış yarıiletken parça p-n ekiemi (p-n jundion) olarak adlandırı l ır. Böyle bir eklernde ntipi bölgedeki serbest elektronlar p+ tipindeki bölgeye geçmeye çalışacak ve bu da yönü n'den p'ye doğru olon bir elektrik olon (E) meydana getirecektir. Böyle bir p-n eldemi Şekil 3'te görülmektedir. Şekil 3. npik bir P-N eldemli güneş pili (http://ocre.murdoeh.edu.ou/ refiles/pv/ıex1.html) . 2.4. Güne~ Hileresi Tipleri 2.4. J. Tek Krlstalli SIlisyum En yaygın güneş hücresidir (Nelson, 2003). Yüksek arılıkta bir silisyumdur; çapı 15 crn'ye ulaşan, onlarca kilogram l ık külçeler, •czochralski çekme i• ve "yüzer bölge" yöntemi denen, iki kristal oluşum yöntemiyle elde edilir. Bu külçeler, çok güç bir biçme i şlemiyl e, ince rendelalar halinde (75-l 00 mm'lik çop, birkaç yüz mikrometrelik kalınlık) kesil ir. Bu rondelolar, güneş pilinin gövdesini oluştunnado kullanılır. Bu amaçlo birçok tamamlayıcı işlem uygulanır: yüzeysel katkılamayla bir eş ekJem gerçekleşti rme; metal kontakları çökeltme; koruyucu kı l ıfla zırhlamadır. Silisyum bu alanda en
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=