Güneş panelleri Güç üretim prensibi

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

Güneş enerjisi üretimi Güneş enerjisi üretiminin iki türü vardır, biri ışık-ısı-elektrik dönüşüm modu, diğeri ise doğrudan ışık-elektrik dönüşüm modudur.

(1) Işık-ısı-elektrik dönüşüm yöntemi, güneş radyasyonunun ürettiği termal enerjiyi kullanarak elektrik üretir. Genellikle, emilen termal enerji, güneş kollektörü tarafından çalışma ortamının buharına dönüştürülür ve ardından buhar türbini çalıştırılarak elektrik üretilir. İlk süreç ışık-ısı dönüşüm sürecidir; ikinci süreç ise ısı-elektrik dönüşüm sürecidir.

(2) Fotoelektrik etki, güneş radyasyonu enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılır. Fotoelektrik dönüşümün temel cihazı güneş pilidir. Güneş pili, fotojenerasyon volt etkisi sayesinde güneş ışığı enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Yarı iletken bir fotodiyottur. Güneş ışığı fotodiyota vurduğunda, fotodiyot güneş ışığı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek akım üretir. Birçok hücre seri veya paralel bağlandığında, nispeten yüksek çıkış gücüne sahip kare bir güneş pili dizisi oluşturulabilir.

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

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

Polisilikon talebi çoğunlukla yarı iletkenler ve güneş pillerinden gelmektedir. Farklı saflık gereksinimlerine göre elektronik ve güneş pilleri olarak ikiye ayrılır. Bunların yaklaşık %55'i elektronik polisilikon, %45'i ise güneş pilleri seviyesindeki polisilikondur.

FOTOVOLTAİK endüstrisinin hızlı gelişimiyle 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.

Dünya genelindeki toplam güneş pili üretimi 1994 yılında yalnızca 69 MW iken, 2004 yılında 1200 MW'a yaklaşarak sadece 10 yılda 17 kat artış gösterdi. Uzmanlar, güneş fotovoltaik sektörünün 21. yüzyılın ilk yarısında en önemli temel enerji kaynaklarından biri olarak nükleer enerjiyi geride bırakacağını öngörüyor.