Güneş panelleri Güç üretim prensibi

Güneş, yarı iletken PN bağlantısına parlayarak yeni bir delik-elektron çifti oluşturur. PN bağlantısının elektrik alanının etkisi altında, delik P bölgesinden N bölgesine akar ve elektron N bölgesinden P bölgesine akar. Devre bağlandığında, akım oluşur. Fotoelektrik etkili güneş hücreleri bu şekilde çalışır.

Güneş enerjisi üretimi Güneş enerjisi üretimi iki türlüdür; biri ışık-ısı-elektrik dönüşüm modu, diğeri ise doğrudan ışık-elektrik dönüşüm modudur.

(1) Işık-ısı-elektrik dönüşüm yöntemi, elektrik üretmek için güneş radyasyonu tarafından üretilen termal enerjiyi kullanır. Genellikle, emilen termal enerji, güneş kollektörü tarafından çalışma ortamının buharına dönüştürülür ve ardından elektrik üretmek için buhar türbini çalıştırılır. İlk süreç ışık-ısı dönüşüm sürecidir; ikinci süreç ise ısı-elektrik dönüşüm sürecidir.

(2) Fotoelektrik etki, güneş radyasyon enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılır. Fotoelektrik dönüşümün temel aygıtı güneş hücresidir. Güneş hücresi, fotojenerasyon volt etkisi nedeniyle güneş ışığı enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir aygıttır. Yarı iletken bir fotodiyottur. Güneş fotodiyot üzerine parladığında, fotodiyot güneş ışığı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürecek ve akım üretecektir. Birçok hücre seri veya paralel bağlandığında, nispeten büyük çıkış gücüne sahip kare bir güneş hücresi dizisi oluşturulabilir.

Günümüzde kristalin silisyum (polisilikon ve monokristalin silisyum dahil) en önemli fotovoltaik malzeme olup, pazar payı %90'ın üzerindedir ve gelecekte uzun bir süre daha güneş hücrelerinin ana malzemesi olmaya devam edecektir.

Uzun bir süredir polisilikon malzemelerin üretim teknolojisi, ABD, Japonya ve Almanya olmak üzere 3 ülkede bulunan 7 şirketin 10 fabrikası tarafından kontrol ediliyor, bu da teknolojik abluka ve pazar tekeli oluşturuyor.

Polisilikon talebi çoğunlukla yarı iletkenlerden ve güneş hücrelerinden gelir. Farklı saflık gereksinimlerine göre elektronik seviye ve güneş seviyesi olmak üzere ikiye ayrılır. Bunların arasında elektronik dereceli polisilikon yaklaşık %55'i, güneş seviyesi polisilikon ise %45'i oluşturur.

FOTOVOLTAİK sektörünün hızla gelişmesiyle birlikte, güneş hücrelerinde polisilikon talebi, yarı iletken polisilikon gelişiminden daha hızlı artmaktadır ve 2008 yılına kadar güneş polisilikon talebinin elektronik sınıfı polisilikon talebini aşması beklenmektedir.

1994'te dünyadaki toplam güneş hücresi üretimi sadece 69MW iken, 2004'te 1200MW'a yakındı, sadece 10 yılda 17 kat artış. Uzmanlar, güneş fotovoltaik endüstrisinin 21. yüzyılın ilk yarısında en önemli temel enerji kaynaklarından biri olarak nükleer enerjiyi geçeceğini öngörüyor.