الخلايا الكهروضوئية



الخلايا الكهروضوئية هي عملية تحويل الضوء إلى كهرباء باستخدام مواد شبه موصلة تُظهر التأثير الكهروضوئي ، وهي ظاهرة تُدرس في الفيزياء والكيمياء الضوئية والكيمياء الكهربائية . يُستخدم التأثير الكهروضوئي تجاريًا لتوليد الكهرباء وكأجهزة استشعار ضوئية .
يستخدم نظام الخلايا الكهروضوئية وحدات شمسية ، تتكون كل منها من عدد من الخلايا الشمسية ، لتوليد الطاقة الكهربائية. يمكن تركيب هذه الأنظمة على الأرض، أو على أسطح المنازل، أو على الجدران، أو أن تكون عائمة. وقد يكون التركيب ثابتًا أو باستخدام جهاز تتبع شمسي لمتابعة حركة الشمس في السماء.
تُساهم تقنية الخلايا الكهروضوئية في التخفيف من آثار تغير المناخ لأنها تُصدر كميات أقل بكثير من ثاني أكسيد الكربون مقارنةً بالوقود الأحفوري . تتميز الطاقة الشمسية الكهروضوئية بمزايا محددة كمصدر للطاقة: فبعد تركيبها، لا تُنتج أي تلوث أو انبعاثات غازات دفيئة ؛ كما أنها قابلة للتوسع لتلبية احتياجات الطاقة، ويتوفر السيليكون بكميات كبيرة في قشرة الأرض، على الرغم من أن مواد أخرى مطلوبة في تصنيع أنظمة الخلايا الكهروضوئية، مثل الفضة، قد تُعيق نمو هذه التقنية. ومن بين المعوقات الرئيسية الأخرى التي تم تحديدها التنافس على استخدام الأراضي. [ 1 ] يتطلب استخدام الخلايا الكهروضوئية كمصدر رئيسي أنظمة تخزين الطاقة أو التوزيع العالمي عبر خطوط نقل الطاقة ذات التيار المستمر عالي الجهد ، مما يُضيف تكاليف إضافية، كما أن لها عددًا من العيوب الأخرى، مثل تذبذب توليد الطاقة، والتي يجب موازنتها. يُسبب الإنتاج والتركيب بعض التلوث وانبعاثات غازات الدفيئة ، وإن كانت لا تُمثل سوى جزء ضئيل من الانبعاثات الناتجة عن الوقود الأحفوري . [ 2 ]
تُستخدم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية منذ زمن طويل في تطبيقات متخصصة، سواءً كأنظمة مستقلة أو متصلة بالشبكة ، وقد بدأ استخدامها منذ تسعينيات القرن الماضي. [ 3 ] بدأ الإنتاج الضخم لوحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية عام 2000، عندما مولت الحكومة الألمانية برنامجًا لتغطية 100 ألف سطح. [ 4 ] ساهم انخفاض التكاليف في نمو الطاقة الشمسية الكهروضوئية كمصدر للطاقة. وقد كان هذا مدفوعًا جزئيًا بالاستثمار الحكومي الصيني الضخم في تطوير قدرات إنتاج الطاقة الشمسية منذ عام 2000، وتحقيق وفورات الحجم . كما أدت التحسينات في تكنولوجيا التصنيع وكفاءتها إلى انخفاض التكاليف. [ 5 ] [ 6 ] دعمت أنظمة القياس الصافي والحوافز المالية، مثل تعريفات التغذية التفضيلية للكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية، تركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في العديد من البلدان. [ 7 ] انخفضت أسعار الألواح بمقدار أربعة أضعاف بين عامي 2004 و2011. وانخفضت أسعار الوحدات بنحو 90% خلال العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين.
في عام 2022، ارتفعت القدرة المركبة للطاقة الشمسية الكهروضوئية عالميًا إلى أكثر من تيراواط واحد ، لتغطي ما يقارب 2% من الطلب العالمي على الكهرباء . [ 8 ] بعد الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح ، تُعدّ الطاقة الشمسية الكهروضوئية ثالث أكبر مصدر للطاقة المتجددة من حيث القدرة العالمية. في عام 2022، توقعت وكالة الطاقة الدولية نموًا يزيد عن تيراواط واحد خلال الفترة من 2022 إلى 2027. [ 9 ] في بعض الحالات، مثّلت الطاقة الشمسية الكهروضوئية أرخص مصدر للطاقة الكهربائية في المناطق ذات الإمكانات الشمسية العالية، حيث بلغ سعرها 0.015 دولار أمريكي/ كيلوواط ساعة في قطر عام 2023. [ 10 ] في عام 2023، ذكرت وكالة الطاقة الدولية في تقريرها " توقعات الطاقة العالمية " أن "الطاقة الشمسية الكهروضوئية، بالنسبة للمشاريع ذات التمويل منخفض التكلفة والتي تستغل موارد عالية الجودة، تُعدّ الآن أرخص مصدر للكهرباء في التاريخ". [ 11 ]
أصل الكلمة
مصطلح "الخلايا الكهروضوئية" مشتق من الكلمة اليونانية φῶς ( phōs ) التي تعني "الضوء"، ومن "فولت"، وهي وحدة قياس القوة الدافعة الكهربائية ، والتي بدورها مشتقة من اسم عائلة الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا ، مخترع البطارية ( الخلية الكهروكيميائية ). وقد استُخدم مصطلح "الخلايا الكهروضوئية" في اللغة الإنجليزية منذ عام 1849. [ 12 ]
تاريخ
في عام 1839، لاحظ العالم الفرنسي إدموند بيكريل لأول مرة التأثير الكهروضوئي عندما لاحظ أن تيارًا كهربائيًا قد تم إنتاجه بواسطة محلول معدني تعرض للإشعاع الشمسي. [ 13 ]
في عام 1989، أطلقت وزارة البحث والتكنولوجيا الألمانية أول برنامج على الإطلاق لتمويل أسطح المنازل المزودة بألواح الطاقة الشمسية. وقد قاد البرنامج والتر ساندتنر في مدينة بون الألمانية. [ 14 ]
في عام 1994، حذت اليابان حذوهم ونفذت برنامجًا مماثلاً تم خلاله تركيب 539 نظامًا كهروضوئيًا سكنيًا. [ 15 ] ومنذ ذلك الحين، واصلت العديد من الدول إنتاج وتمويل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
الخلايا الشمسية


تُعرف الخلايا الكهروضوئية بأنها طريقة لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام الخلايا الشمسية لتحويل الطاقة من الشمس إلى تدفق من الإلكترونات عن طريق التأثير الكهروضوئي . [ 16 ] [ 17 ]
تُنتج الخلايا الشمسية تيارًا كهربائيًا مباشرًا من ضوء الشمس، يُمكن استخدامه لتشغيل الأجهزة أو إعادة شحن البطاريات . كان أول تطبيق عملي للخلايا الكهروضوئية هو تزويد الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية الأخرى بالطاقة، ولكن اليوم تُستخدم غالبية وحدات الخلايا الكهروضوئية في أنظمة توليد الطاقة المتصلة بالشبكة. في هذه الحالة، يلزم وجود عاكس لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد . كما يوجد سوق أصغر للأنظمة المستقلة للمساكن النائية، والقوارب ، والمركبات الترفيهية ، والسيارات الكهربائية ، وهواتف الطوارئ على الطرق، والاستشعار عن بُعد ، والحماية الكاثودية لخطوط الأنابيب .
تعتمد أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية على وحدات شمسية تتكون من عدد من الخلايا الشمسية التي تحتوي على مادة شبه موصلة. [ 18 ] تربط كابلات نحاسية شمسية الوحدات (كابل الوحدة)، والمصفوفات (كابل المصفوفة)، والحقول الفرعية. ونظرًا للطلب المتزايد على مصادر الطاقة المتجددة ، فقد شهد تصنيع الخلايا الشمسية والمصفوفات الكهروضوئية تطورًا ملحوظًا في السنوات الأخيرة. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
تتطلب الخلايا الحماية من البيئة [ 22 ] وعادة ما يتم تغليفها بإحكام في وحدات الطاقة الشمسية.
تُقاس قدرة وحدة الخلايا الكهروضوئية في ظل ظروف الاختبار القياسية (STC) بوحدة " واط ذروة " ( Wp ). [ 23 ] قد يكون ناتج الطاقة الفعلي في مكان معين أقل أو أكثر من هذه القيمة المقدرة، وذلك تبعًا للموقع الجغرافي، ووقت اليوم، والظروف الجوية، وعوامل أخرى. [ 24 ] عادةً ما تكون عوامل سعة مصفوفات الخلايا الكهروضوئية الشمسية أقل من 25% عند عدم اقترانها بوحدات تخزين، وهي نسبة أقل من العديد من مصادر الكهرباء الصناعية الأخرى. [ 25 ]
كفاءة الخلايا الشمسية
كفاءة الخلايا الشمسية هي نسبة الطاقة الموجودة في ضوء الشمس التي يتم تحويلها إلى كهرباء بواسطة الخلية الشمسية . وتحدد الكفاءة، بالإضافة إلى خط العرض والطقس، كمية الطاقة الناتجة عن النظام الشمسي.
في عام 2024، بلغ الرقم القياسي لكفاءة الخلايا الشمسية 47.6%، والذي سجله معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) في مايو 2022، باستخدام خلية ضوئية مركزة رباعية الوصلات من النوع III-V. [ 26 ] [ 27 ] أما الرقم القياسي في ظروف العالم الحقيقي فيحمله المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، الذي طور خلايا ثلاثية الوصلات بكفاءة مُختبرة بلغت 39.5%. [ 28 ] [ 29 ]
قد تتجاوز كفاءة وحدات الطاقة الشمسية التجارية 24%. [ 30 ] [ 31 ] وبحلول عام 2025، [ 32 ] بلغت كفاءة أفضلها 24.5%، [ 33 ] وهي عادةً أقل من كفاءة خلاياها منفردة. تتميز وحدات الطاقة الشمسية الأكثر كفاءةً والمنتجة بكميات كبيرة بكثافة طاقة تبلغ 175 واط/م² ( 16.22 واط/قدم² ) . [ 34 ]
في عام 2026، وباستخدام خلايا الجرمانيوم الثلاثية من النوع III-V وتقنية المصفوفة المتداخلة لربط الخلايا، حقق معهد فراونهوفر كفاءة بلغت 34.4%. وكان من أهم الابتكارات استخدام التلامس المباشر بين الخلايا، مما أدى إلى الاستغناء عن شرائط النحاس المطلية باللحام التقليدية وما ينتج عنها من تظليل لمناطق الخلايا النشطة. [ 35 ]

تؤثر عدة عوامل على كفاءة التحويل، بما في ذلك معامل الانعكاس ، والكفاءة الديناميكية الحرارية ، وكفاءة فصل حاملات الشحنة ، وكفاءة تجميع حاملات الشحنة، وقيم كفاءة التوصيل . [ 37 ] [ 36 ] ولأن هذه المعايير يصعب قياسها مباشرةً، تُقاس معايير أخرى بدلاً منها، مثل الكفاءة الكمية ، ونسبة جهد الدائرة المفتوحة (V <sub>OC</sub> )، ومعامل الملء . تُؤخذ خسائر الانعكاس في الحسبان من خلال قيمة الكفاءة الكمية، لأنها تؤثر على الكفاءة الكمية الخارجية. وتُؤخذ خسائر إعادة التركيب في الحسبان من خلال هذه العوامل. أما خسائر المقاومة، فتُؤخذ في الحسبان بشكل أساسي من خلال قيمة معامل الملء، ولكنها تُساهم أيضاً في العوامل الأخرى.
بحسب تصميمها، تستطيع الألواح الكهروضوئية إنتاج الكهرباء من نطاق واسع من ترددات الضوء ، لكنها عادةً لا تغطي كامل نطاق الإشعاع الشمسي (وتحديدًا الأشعة فوق البنفسجية ، والضوء المرئي ، والأشعة تحت الحمراء ، والضوء الخافت أو المنتشر). لذا، لا تُعالج الألواح الشمسية جزءًا كبيرًا من طاقة ضوء الشمس الساقط . نظريًا، يمكن تقسيم ضوء الشمس إلى نطاقات طول موجي (لكل منها لون مختلف)، وتوجيه كل نطاق إلى خلايا مضبوطة على تلك النطاقات التي تُحوّل ذلك النطاق بكفاءة أكبر. [ 38 ]
الأداء والتدهور

يُقاس أداء الوحدة الشمسية عادةً في ظل ظروف اختبار قياسية (STC): إشعاع شمسي قدره 1000 واط/م² ، وطيف شمسي AM 1.5 ، ودرجة حرارة الوحدة 25 درجة مئوية. [ 39 ] يتغير جهد وتيار خرج الوحدة الفعليان بتغير ظروف الإضاءة ودرجة الحرارة والحمل، لذا لا يوجد جهد محدد تعمل عنده الوحدة. يختلف الأداء تبعًا للموقع الجغرافي، ووقت اليوم، ويوم السنة، وكمية الإشعاع الشمسي ، واتجاه الوحدات وميلها، والغطاء السحابي، والتظليل، والأوساخ ، وحالة الشحن، ودرجة الحرارة. يمكن قياس أداء الوحدة أو اللوحة الشمسية على فترات زمنية مختلفة باستخدام مقياس التيار المستمر أو المقاومة المتوازية، وتسجيل البيانات أو تمثيلها بيانيًا أو تخطيطيًا باستخدام مسجل بيانات.
لتحقيق الأداء الأمثل، يجب أن تتكون اللوحة الشمسية من وحدات متماثلة موجهة في نفس الاتجاه عموديًا على ضوء الشمس المباشر. تُستخدم ثنائيات التجاوز لتجاوز الألواح المكسورة أو المظللة وتحسين الإنتاج. عادةً ما توضع هذه الثنائيات على طول مجموعات الخلايا الشمسية لإنشاء تدفق مستمر. [ 40 ]
تشمل الخصائص الكهربائية القدرة الاسمية (P MAX ، مقاسة بالواط )، وجهد الدائرة المفتوحة (V OC )، وتيار الدائرة القصيرة (I SC ، مقاس بالأمبير )، وجهد القدرة القصوى (V MPP )، وتيار القدرة القصوى (I MPP )، وذروة القدرة ( واط ذروة ، W p )، وكفاءة الوحدة (%).
جهد الدائرة المفتوحة (V<sub> OC</sub>) هو أقصى جهد يمكن أن ينتجه الموديول عند عدم توصيله بدائرة أو نظام كهربائي. [ 41 ] يمكن قياس V<sub> OC </sub> باستخدام مقياس الفولتميتر مباشرةً على أطراف الموديول المضاء أو على كابله المفصول.
يمثل معدل ذروة الطاقة، Wp ، أقصى قدرة خرج في ظل ظروف الاختبار القياسية (وليس أقصى قدرة خرج ممكنة). تتراوح قدرة الوحدات النموذجية، التي يبلغ قياسها حوالي متر واحد في مترين (3 أقدام × 7 أقدام) ، بين 75 واط كحد أدنى و600 واط كحد أقصى ، وذلك تبعًا لكفاءتها. عند إجراء الاختبار، تُصنّف وحدات الاختبار وفقًا لنتائجها، وقد يُصنّف المُصنّع وحداته بزيادات قدرها 5 واط، ويُحدد هامش الخطأ إما بـ ±3%، أو ±5%، أو ±3%، أو ±0%. [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]
تأثير درجة الحرارة
يعتمد أداء وحدة الخلايا الكهروضوئية على الظروف البيئية، وخاصةً على الإشعاع الشمسي الساقط الكلي (G) على سطح الوحدة. ومع ذلك، تؤثر درجة حرارة وصلة p-n (T) أيضًا على المعايير الكهربائية الرئيسية: تيار الدائرة القصيرة (ISC)، وجهد الدائرة المفتوحة (VOC)، والقدرة القصوى (Pmax). من المعروف عمومًا أن VOC يرتبط عكسيًا بدرجة الحرارة (T)، بينما يكون هذا الارتباط طرديًا بالنسبة لـ ISC، ولكنه أضعف، بحيث لا تعوض الزيادة في ISC الانخفاض في VOC. ونتيجةً لذلك، تنخفض Pmax مع ارتفاع T. يعتمد هذا الارتباط بين قدرة الخلية الشمسية ودرجة حرارة وصلتها على مادة أشباه الموصلات، ويعود إلى تأثير T على تركيز وعمر وحركة حاملات الشحنة الذاتية، أي الإلكترونات والفجوات، داخل الخلية الكهروضوئية.
تُوصَف حساسية درجة الحرارة عادةً بمعاملات حرارية، يُعبِّر كلٌّ منها عن مشتقة المعامل الذي يُشير إليه بالنسبة لدرجة حرارة الوصلة. وفيما يلي قيم هذه المعاملات، التي يُمكن إيجادها في أي ورقة بيانات خاصة بوحدة الخلايا الكهروضوئية:
- β: معامل تغير المركبات العضوية المتطايرة بالنسبة إلى T، معطى بواسطة ∂VOC/∂T.
- α: معامل التباين لـ ISC بالنسبة إلى T، معطى بواسطة ∂ISC/∂T.
- δ: معامل التباين لـ Pmax بالنسبة إلى T، معطى بواسطة ∂Pmax/∂T.
يمكن إيجاد تقنيات لتقدير هذه المعاملات من البيانات التجريبية في المراجع. [ 45 ]
التدهور
تختلف قدرة الألواح الشمسية على تحمل أضرار الأمطار والبرد والثلوج الكثيفة ودورات الحرارة والبرودة باختلاف الشركة المصنعة، على الرغم من أن معظم الألواح الشمسية في السوق الأمريكية مدرجة في قائمة UL، مما يعني أنها خضعت لاختبارات لتحمل البرد. [ 46 ]
يُعرف التدهور الناجم عن الجهد (PID) بأنه تدهور في أداء وحدات الخلايا الكهروضوئية البلورية ناتج عن تغيرات في الجهد الكهربائي، ويحدث بسبب ما يُسمى بالتيارات الشاردة. [ 47 ] وقد يتسبب هذا التأثير في فقدان الطاقة بنسبة تصل إلى 30%. [ 48 ]
يُعدّ سعر شراء الواط الواحد من الكهرباء المنتجة التحدي الأكبر الذي يواجه تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية. وقد أدت التطورات في هذه التكنولوجيا إلى ظهور عملية "تطعيم" ركيزة السيليكون لخفض طاقة التنشيط، مما يجعل اللوحة أكثر كفاءة في تحويل الفوتونات إلى إلكترونات قابلة للاسترجاع. [ 49 ]
تُضاف مواد كيميائية مثل البورون (من النوع p) إلى بلورة أشباه الموصلات لإنشاء مستويات طاقة مانحة ومستقبلة أقرب بكثير إلى نطاقي التكافؤ والتوصيل. [ 50 ] وبذلك، تسمح إضافة شوائب البورون بخفض طاقة التنشيط عشرين ضعفًا، من 1.12 إلكترون فولت إلى 0.05 إلكترون فولت. ونظرًا لانخفاض فرق الجهد (E<sub> B</sub> ) إلى هذا الحد، يتأين البورون حراريًا عند درجة حرارة الغرفة. وهذا يُتيح وجود حاملات طاقة حرة في نطاقي التوصيل والتكافؤ، مما يسمح بتحويل الفوتونات إلى إلكترونات بكفاءة أكبر.
يتناقص إنتاج الطاقة من جهاز الخلايا الكهروضوئية بمرور الوقت. ويعود هذا التناقص إلى تعرضه للإشعاع الشمسي، بالإضافة إلى عوامل خارجية أخرى. يُعدّ مؤشر التدهور، الذي يُعرَّف بأنه النسبة المئوية السنوية لفقدان الطاقة الناتجة، عاملاً أساسياً في تحديد إنتاجية محطة الخلايا الكهروضوئية على المدى الطويل. ولتقدير هذا التدهور، تُحسب النسبة المئوية للانخفاض المرتبط بكلٍّ من المعايير الكهربائية. ويمكن أن يؤثر التدهور الفردي لوحدة كهروضوئية واحدة بشكل كبير على أداء السلسلة بأكملها. علاوة على ذلك، لا تتناقص كفاءة جميع الوحدات في نفس المنشأة بنفس المعدل تماماً. عند وجود مجموعة من الوحدات المعرضة لظروف خارجية طويلة الأمد، يجب مراعاة التدهور الفردي للمعايير الكهربائية الرئيسية وزيادة تباينها. ونظراً لأن كل وحدة تميل إلى التدهور بشكل مختلف، فإن سلوك الوحدات سيختلف بشكل متزايد بمرور الوقت، مما يؤثر سلباً على الأداء العام للمحطة.
توجد العديد من الدراسات المنشورة التي تتناول تحليل تدهور كفاءة الطاقة في الوحدات الشمسية القائمة على تقنيات الخلايا الكهروضوئية المختلفة. ووفقًا لدراسة حديثة [ 51 ] ، فإن تدهور كفاءة وحدات السيليكون البلوري منتظم للغاية، ويتراوح بين 0.8% و1.0% سنويًا.
من جهة أخرى، عند تحليل أداء وحدات الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة، نلاحظ فترة أولية من التدهور الشديد (قد تستمر لعدة أشهر وحتى سنتين)، تليها مرحلة لاحقة يستقر فيها التدهور، ليصبح حينها مماثلاً لتدهور السيليكون البلوري. [ 52 ] كما تُلاحظ تغيرات موسمية كبيرة في هذه التقنيات ذات الأغشية الرقيقة نظرًا لتأثير الطيف الشمسي الكبير. فعلى سبيل المثال، بالنسبة لوحدات السيليكون غير المتبلور، أو السيليكون الميكرومورفي، أو تيلوريد الكادميوم، تتراوح معدلات التدهور السنوية في السنوات الأولى بين 3% و4%. [ 53 ] في المقابل، تُظهر تقنيات أخرى، مثل CIGS، معدلات تدهور أقل بكثير، حتى في تلك السنوات الأولى.
تصنيع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية
بشكل عام، تتسم عملية تصنيع الخلايا الكهروضوئية الشمسية بالبساطة، إذ لا تتطلب تركيب العديد من الأجزاء المعقدة أو المتحركة. ونظرًا لطبيعة أنظمة الخلايا الكهروضوئية الصلبة، فإنها غالبًا ما تتمتع بعمر افتراضي طويل نسبيًا، يتراوح بين 10 و30 عامًا. ولزيادة إنتاج الطاقة الكهربائية من نظام الخلايا الكهروضوئية، يكفي أن يضيف المصنّع المزيد من مكونات الخلايا الكهروضوئية. ولذلك، تُعدّ وفورات الحجم مهمة للمصنّعين، حيث تنخفض التكاليف مع زيادة الإنتاج. [ 54 ]
رغم وجود أنواع عديدة من أنظمة الخلايا الكهروضوئية المعروفة بفعاليتها، إلا أن الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون البلوري شكلت حوالي 90% من الإنتاج العالمي للخلايا الكهروضوئية في عام 2013. يتضمن تصنيع أنظمة الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون عدة خطوات. أولًا، يُعالج السيليكون متعدد التبلور من الكوارتز المستخرج حتى يصبح عالي النقاء (بدرجة أشباه الموصلات). ثم يُصهر مع كميات ضئيلة من البورون ، وهو عنصر من المجموعة الثالثة، لإنتاج شبه موصل من النوع p غني بالفجوات الإلكترونية. عادةً، باستخدام بلورة بذرة، تُنمى سبيكة من هذا المحلول من السيليكون متعدد التبلور السائل. ويمكن أيضًا صب السبيكة في قالب. تُقطع رقائق من مادة شبه الموصل هذه من المادة الخام باستخدام مناشير سلكية، ثم تُخضع لعملية حفر سطحي قبل تنظيفها. بعد ذلك، توضع الرقائق في فرن ترسيب بخار الفوسفور، حيث تُرسّب طبقة رقيقة جدًا من الفوسفور، وهو عنصر من المجموعة الخامسة، مما يُنتج سطحًا شبه موصل من النوع n. لتقليل فقد الطاقة، تُضاف طبقة مضادة للانعكاس إلى السطح، بالإضافة إلى نقاط التوصيل الكهربائية. بعد الانتهاء من تصنيع الخلية، يتم توصيل الخلايا عبر دائرة كهربائية وفقًا للتطبيق المحدد، وتُجهز للشحن والتركيب. [ 55 ]
التكاليف البيئية للتصنيع
لا تُعدّ الطاقة الشمسية الكهروضوئية طاقةً نظيفةً تمامًا: إذ يُنتج تصنيعها انبعاثات غازات دفيئة، والمواد المستخدمة في بناء الخلايا غير مستدامة وقد تنفد في نهاية المطاف، وتستخدم هذه التقنية مواد سامة تُسبب التلوث، [ 56 ] ولا توجد تقنيات فعّالة لإعادة تدوير النفايات الشمسية. [ 57 ] وتتأثر البيانات اللازمة لدراسة تأثيرها أحيانًا بقدر كبير من عدم اليقين. فعلى سبيل المثال، لا تُقيّم قيم العمل البشري واستهلاك المياه بدقة بسبب نقص التحليلات المنهجية والدقيقة في الأدبيات العلمية. [ 1 ] ومن الصعوبات التي تواجه تحديد آثار الطاقة الكهروضوئية تحديد ما إذا كانت النفايات تُطلق في الهواء أو الماء أو التربة أثناء مرحلة التصنيع. [ 58 ] ولا تتوفر تقييمات دورة الحياة ، التي تُعنى بجميع الآثار البيئية المختلفة، بدءًا من إمكانية الاحترار العالمي والتلوث واستنزاف المياه وغيرها، للطاقة الكهروضوئية. بدلاً من ذلك، حاولت الدراسات تقدير تأثير وتأثير أنواع مختلفة من الخلايا الكهروضوئية، لكن هذه التقديرات عادةً ما تقتصر على تقييم تكاليف الطاقة اللازمة للتصنيع و/أو النقل ، لأن هذه تقنيات جديدة، والأثر البيئي الإجمالي لمكوناتها وطرق التخلص منها غير معروف، حتى بالنسبة للخلايا الشمسية من الجيل الأول المتوفرة تجارياً ، ناهيك عن النماذج التجريبية التي لا تتمتع بجدوى تجارية. [ 59 ]
لذا، ركزت تقديرات الأثر البيئي للخلايا الكهروضوئية على مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعة أو فترة استرداد الطاقة. تصف فترة استرداد الطاقة المدة الزمنية اللازمة لتشغيل نظام الخلايا الكهروضوئية لتوليد نفس كمية الطاقة المستخدمة في تصنيعه. [ 60 ] وتضمنت دراسة أخرى تكاليف طاقة النقل ضمن فترة استرداد الطاقة. [ 61 ] كما عُرّفت فترة استرداد الطاقة بشكل مختلف تمامًا في دراسة أخرى، حيث وُصفت بأنها "الوقت اللازم لتعويض إجمالي الطاقة الأولية المتجددة وغير المتجددة المطلوبة خلال دورة حياة نظام الخلايا الكهروضوئية"، وشملت هذه الدراسة أيضًا تكاليف التركيب. [ 62 ] ويُشار إلى استهلاك الطاقة هذا، المُقاس بالسنوات، بفترة استرداد الطاقة عند نقطة التعادل . [ 63 ] وكلما انخفضت فترة استرداد الطاقة، انخفضت التكلفة البيئية للطاقة الشمسية . وتعتمد فترة استرداد الطاقة بشكل كبير على موقع تركيب نظام الخلايا الكهروضوئية (مثل كمية ضوء الشمس المتاحة وكفاءة الشبكة الكهربائية) [ 61 ] وعلى نوع النظام، أي مكوناته. [ 60 ]
أشارت مراجعة أجريت عام 2015 لتقديرات فترة استرداد الطاقة لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية من الجيلين الأول والثاني إلى وجود تباين أكبر في الطاقة المضمنة مقارنة بكفاءة الخلايا، مما يعني أن الطاقة المضمنة هي التي يجب تقليلها بشكل أساسي لتحقيق انخفاض أكبر في فترة استرداد الطاقة. [ 64 ]
بشكل عام، يُعدّ تكرير البولي سيليكون أهمّ مكوّن في الألواح الشمسية، وهو المسؤول عن جزء كبير من استهلاك الطاقة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري. [ 60 ] أما نسبة السيليكون من فترة استرداد الطاقة (EPBT) فتعتمد على نوع النظام. يتطلّب النظام المكتفي ذاتيًا بالكامل مكوّنات إضافية (مكوّنات توازن النظام، ومحوّلات الطاقة ، ووحدات التخزين، إلخ) ممّا يزيد بشكل ملحوظ من تكلفة الطاقة اللازمة للتصنيع، بينما في نظام بسيط مُثبّت على سطح المنزل، يُشكّل السيليكون حوالي 90% من تكلفة الطاقة، بينما تأتي النسبة المتبقية من المحوّلات وإطار الوحدة. [ 60 ]
يرتبط وقت استرداد الطاقة (EPBT) ارتباطًا وثيقًا بمفهومي صافي مكسب الطاقة (NEG) والطاقة المُستردة على الطاقة المُستثمرة (EROI). يُستخدم كلا المفهومين في اقتصاديات الطاقة ، ويشيران إلى الفرق بين الطاقة المُستهلكة لاستخراج الطاقة من مصدر ما، وكمية الطاقة المُكتسبة من هذا الاستخراج. يأخذ كل من صافي مكسب الطاقة والطاقة المُستردة على الطاقة المُستثمرة في الاعتبار أيضًا العمر التشغيلي لنظام الخلايا الكهروضوئية، والذي يُفترض عادةً أن يتراوح بين 25 و30 عامًا. ومن خلال هذه المقاييس، يُمكن حساب وقت استرداد الطاقة . [ 65 ] [ 66 ]
تحسينات EPBT
تتميز أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية التي تستخدم السيليكون البلوري، والتي تشكل غالبية الأنظمة المستخدمة عمليًا، بفترة استرداد طاقة عالية جدًا (EPBT) لأن السيليكون يُنتج عن طريق اختزال رمال الكوارتز عالية الجودة في أفران كهربائية . تتم عملية الصهر هذه، التي تستخدم فحم الكوك، عند درجات حرارة عالية تتجاوز 1000 درجة مئوية، وتستهلك كميات هائلة من الطاقة، حيث تصل إلى حوالي 11 كيلوواط ساعة لكل كيلوغرام منتج من السيليكون. [ 67 ] ونظرًا لمتطلبات الطاقة العالية لهذه العملية، فإن تكلفة الطاقة لكل وحدة سيليكون منتجة تكون غير مرنة نسبيًا، مما يعني أن عملية الإنتاج نفسها لن تصبح أكثر كفاءة في المستقبل.
مع ذلك، فقد تقلصت فترة استرداد الطاقة بشكل ملحوظ خلال السنوات الأخيرة، حيث أصبحت خلايا السيليكون البلوري أكثر كفاءة في تحويل ضوء الشمس، بينما انخفض سمك مادة الرقاقة باستمرار، مما قلل من كمية السيليكون المطلوبة لتصنيعها. خلال السنوات العشر الماضية، انخفضت كمية السيليكون المستخدمة في الخلايا الشمسية من 16 إلى 6 غرامات لكل واط ذروة . وفي الفترة نفسها، انخفض سمك رقاقة السيليكون البلوري من 300 ميكرومتر إلى حوالي 160-190 ميكرومتر . كما تحسنت تقنيات النشر المستخدمة لتقطيع سبائك السيليكون البلوري إلى رقائق، وذلك بتقليل الفاقد الناتج عن القطع وتسهيل إعادة تدوير نشارة السيليكون. [ 68 ] [ 69 ]
| المعلمة | أحادي السيليكون | كادميوم تيلورايد |
|---|---|---|
| كفاءة الخلية | 16.5% | 15.6% |
| خفض كفاءة الخلية إلى كفاءة الوحدة | 8.5% | 13.9% |
| كفاءة الوحدة | 15.1% | 13.4% |
| سمك الرقاقة / سمك الطبقة | 190 ميكرومتر | 4.0 ميكرومتر |
| خسارة في الشق | 190 ميكرومتر | – |
| فضة لكل خلية | 9.6 جم/ م² | – |
| سمك الزجاج | 4.0 مم | 3.5 مم |
| العمر التشغيلي | 30 سنة | 30 سنة |
| المصدر: IEA-PVPS ، تقييم دورة الحياة، مارس 2015 [ 70 ] | ||
آثار الجيل الأول من الخلايا الكهروضوئية
تُعدّ وحدات السيليكون البلوري أكثر أنواع الخلايا الكهروضوئية دراسةً من حيث تقييم دورة الحياة، نظرًا لشيوع استخدامها. تتميز أنظمة الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة (أحادي البلورة) بكفاءة متوسطة تبلغ 14.0%. [ 71 ] وتتخذ هذه الخلايا عادةً بنيةً تتكون من قطب أمامي، وطبقة مضادة للانعكاس، وطبقة من النوع n، وطبقة من النوع p، وقطب خلفي، حيث تسقط أشعة الشمس على القطب الأمامي. ويتراوح وقت استرداد الطاقة بعد التفعيل (EPBT) بين 1.7 و2.7 سنة. [ 72 ] ويتراوح معدل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المكافئ لكل كيلوواط ساعة ( CO2 -eq/kWh) من المهد إلى البوابة بين 37.3 و72.2 غرامًا عند تركيبها في جنوب أوروبا. [ 73 ]
تُعدّ تقنيات إنتاج الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات (السيليكون متعدد البلورات) أبسط وأقل تكلفة من تلك المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة، إلا أنها تميل إلى إنتاج خلايا أقل كفاءة، بمتوسط 13.2%. [ 71 ] ويتراوح وقت استرداد الطاقة من 1.5 إلى 2.6 سنة. [ 72 ] ويتراوح معدل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المكافئ لكل كيلوواط ساعة من مرحلة الإنتاج إلى مرحلة التشغيل من 28.5 إلى 69 غرامًا عند تركيبها في جنوب أوروبا. [ 73 ]
بافتراض امتلاك الدول التالية بنية تحتية عالية الجودة لشبكة الكهرباء كما هو الحال في أوروبا، فقد حُسب في عام 2020 أن نظامًا كهروضوئيًا مثبتًا على سطح منزل في أوتاوا ، كندا، سيستغرق 1.28 عامًا لإنتاج نفس كمية الطاقة اللازمة لتصنيع السيليكون في وحداته (باستثناء الفضة والزجاج والحوامل والمكونات الأخرى)، و0.97 عامًا في كاتانيا ، إيطاليا ، و0.4 عامًا في جايبور ، الهند. أما خارج أوروبا، حيث كفاءة الشبكة أقل، فسيستغرق الأمر وقتًا أطول. يمكن اعتبار " فترة استرداد الطاقة " هذه هي الفترة الزمنية خلال العمر الافتراضي للوحدة التي يكون فيها إنتاج الطاقة ملوثًا. في أفضل الأحوال، يعني هذا أن لوحة عمرها 30 عامًا قد أنتجت طاقة نظيفة لمدة 97% من عمرها، أو أن السيليكون في وحدات لوحة شمسية ينتج انبعاثات غازات دفيئة أقل بنسبة 97% من محطة تعمل بالفحم لنفس كمية الطاقة (مع افتراضات وتجاهل العديد من العوامل). [ 61 ] تجاوزت بعض الدراسات نطاقَي EPBT وGWP لتشمل تأثيرات بيئية أخرى. في إحدى هذه الدراسات، قورن مزيج الطاقة التقليدي في اليونان بأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية متعددة المواقع، ووجد انخفاضًا إجماليًا بنسبة 95% في التأثيرات، بما في ذلك المواد المسرطنة، والسمية البيئية، والتحمض، والتخثث، وأحد عشر تأثيرًا آخر. [ 74 ]
تأثير الجيل الثاني من الخلايا الكهروضوئية
يُعدّ تيلوريد الكادميوم (CdTe) أحد أسرع أنواع الخلايا الشمسية الرقيقة نموًا ، والتي تُعرف مجتمعةً باسم أجهزة الجيل الثاني. يُشارك هذا الجهاز الرقيق الجديد قيود الأداء نفسها ( حد كفاءة شوكلي-كويسر ) لأجهزة السيليكون التقليدية، ولكنه يُبشّر بخفض تكلفة كل جهاز من خلال تقليل استهلاك المواد والطاقة أثناء التصنيع. بلغت حصة CdTe في السوق العالمية 4.7% عام 2008. [ 58 ] وتصل أعلى كفاءة لتحويل الطاقة لهذه التقنية إلى 21%. [ 75 ] يتكون هيكل الخلية من ركيزة زجاجية (حوالي 2 مم)، وطبقة موصلة شفافة، وطبقة عازلة من كبريتيد الكادميوم (50-150 نانومتر)، وطبقة ماصة من تيلوريد الكادميوم، وطبقة تلامس معدنية.
تتطلب أنظمة الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كادميوم تيلورايد (CdTe) طاقة أقل في إنتاجها مقارنةً بأنظمة الخلايا الكهروضوئية التجارية الأخرى لكل وحدة إنتاج كهرباء. ويبلغ متوسط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المكافئ لكل كيلوواط ساعة حوالي 18 غرامًا (من المهد إلى البوابة). تتميز أنظمة CdTe بأسرع فترة استرداد للطاقة بين جميع تقنيات الخلايا الكهروضوئية التجارية، والتي تتراوح بين 0.3 و1.2 سنة. [ 76 ]
تأثيرات الجيل الثالث من الخلايا الكهروضوئية
صُممت الخلايا الكهروضوئية من الجيل الثالث لتجمع بين مزايا الجيلين الأول والثاني، وهي لا تعاني من حد شوكلي-كويسر ، وهو حد نظري للخلايا الكهروضوئية من الجيلين الأول والثاني. يقل سمك خلية الجيل الثالث عن 1 ميكرومتر. [ 77 ]
تُعدّ تقنيتان جديدتان واعدتان للأغشية الرقيقة هما كبريتيد النحاس والزنك والقصدير ( Cu₂ZnSnS₄ أو CZTS) [ 59 ] ، وفوسفيد الزنك ( Zn₃P₂ ) [ 59 ] ، وأنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار (SWCNT) [ 78 ] . تُنتَج هذه الأغشية الرقيقة حاليًا في المختبر فقط ، ولكن يُحتمل تسويقها تجاريًا في المستقبل. من المتوقع أن تكون عمليات تصنيع CZTS و(Zn₃P₂ ) مشابهة لتلك المستخدمة في تقنيات الأغشية الرقيقة الحالية لـ CIGS وCdTe ، على التوالي. بينما يُتوقع تصنيع طبقة الامتصاص في الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من SWCNT باستخدام طريقة CoMoCAT [79]. على عكس الأغشية الرقيقة المعروفة مثل CIGS وCdTe، تُصنع الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من CZTS وZn₃P₂ و SWCNT من مواد وفيرة في الطبيعة وغير سامة، ولديها القدرة على إنتاج كهرباء سنوية تفوق الاستهلاك العالمي الحالي. [ 80 ] [ 81 ] على الرغم من أن مركبي CZTS وZn3P2 يُبشّران بمستقبل واعد لهذه الأسباب، إلا أن الآثار البيئية المحددة لإنتاجهما التجاري لا تزال غير معروفة. وقد وُجد أن إمكانية الاحترار العالمي لمركبي CZTS وZn3P2 تبلغ 38 و30 غرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعة ، بينما وُجد أن فترة استرداد الطاقة لكل منهما تبلغ 1.85 و0.78 سنة على التوالي. [ 59 ] بشكل عام، يُظهر كل من CdTe وZn3P2 تأثيرات بيئية متشابهة، ولكنهما قد يتفوقان بشكل طفيف على CIGS وCZTS. [ 59 ] وجدت دراسة أجراها سيليك وآخرون حول الآثار البيئية للخلايا الكهروضوئية أحادية الجدار النانوية الكربونية (SWCNT ) ، والتي شملت جهازًا قائمًا بكفاءة 1% وجهازًا نظريًا بكفاءة 28%، أنه بالمقارنة مع السيليكون أحادي البلورة، فإن الآثار البيئية الناتجة عن 1% من SWCNT أعلى بنحو 18 مرة، ويعود ذلك أساسًا إلى قصر عمرها الافتراضي الذي يبلغ ثلاث سنوات. [ 78 ]
الاقتصاد
![]() المصدر: أبريكوس [ 82 ] |
شهدت تكاليف الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وهيكلها الصناعي، وأسعارها السوقية تغيرات جذرية على مر السنين، ويُعدّ تكوين صورة متكاملة للتحولات الحاصلة في سلسلة القيمة الصناعية عالميًا تحديًا كبيرًا. ويعود ذلك إلى: "سرعة تغيرات التكاليف والأسعار، وتعقيد سلسلة توريد الطاقة الكهروضوئية، التي تشمل عددًا كبيرًا من عمليات التصنيع، وتكاليف مكونات النظام (BOS) وتكاليف التركيب المرتبطة بأنظمة الطاقة الكهروضوئية المتكاملة، واختيار قنوات التوزيع المختلفة، والاختلافات بين الأسواق الإقليمية التي تُنشر فيها هذه التقنية". وتزداد التعقيدات نتيجةً لتعدد مبادرات دعم السياسات التي وُضعت لتسهيل تسويق الطاقة الكهروضوئية في مختلف البلدان. [ 3 ]
انخفضت تكلفة تقنيات الطاقة المتجددة عموماً منذ اختراعها. [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] وأصبحت أنظمة الطاقة المتجددة أرخص تكلفةً من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري في معظم أنحاء العالم، وذلك بفضل التقدم في تكنولوجيا طاقة الرياح والطاقة الشمسية على وجه الخصوص. [ 86 ]
- الآثار المترتبة على إدارة فواتير الكهرباء والاستثمار في الطاقة
لا يوجد حل سحري لإدارة الطلب على الكهرباء والطاقة وفواتيرها، لأن لكل عميل (موقع) ظروفه الخاصة، كاحتياجات الراحة المختلفة، وتعريفات الكهرباء المتباينة، وأنماط الاستهلاك المتباينة. قد تتضمن تعريفة الكهرباء عدة عناصر، مثل رسوم الوصول والقياس اليومية، ورسوم الطاقة (بناءً على الكيلوواط/ساعة أو الميغاواط/ساعة)، أو رسوم ذروة الطلب (مثل سعر أعلى 30 دقيقة من استهلاك الطاقة شهريًا). تُعدّ الطاقة الشمسية الكهروضوئية خيارًا واعدًا لخفض تكاليف الطاقة عندما تكون أسعار الكهرباء مرتفعة نسبيًا وتتزايد باستمرار، كما هو الحال في أستراليا وألمانيا. مع ذلك، بالنسبة للمواقع التي تُفرض فيها رسوم ذروة الطلب، قد تكون الطاقة الشمسية الكهروضوئية أقل جاذبية إذا كانت ذروة الطلب تحدث غالبًا في أواخر فترة ما بعد الظهر إلى أوائل المساء، كما هو الحال في المجمعات السكنية. عمومًا، يُعدّ الاستثمار في الطاقة قرارًا اقتصاديًا في المقام الأول، ومن الأفضل اتخاذ قرارات الاستثمار بناءً على تقييم منهجي للخيارات المتاحة في تحسين العمليات، وكفاءة الطاقة، والتوليد في الموقع، وتخزين الطاقة. [ 87 ] [ 88 ]
تكاليف الأجهزة

في عام 1977، كانت أسعار الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري 76.67 دولارًا/واط. [ 90 ]
على الرغم من استقرار أسعار وحدات الطاقة الشمسية بالجملة عند حوالي 3.50 إلى 4.00 دولارات/واط في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية، نتيجةً للطلب المرتفع في ألمانيا وإسبانيا بفضل الدعم السخي ونقص السيليكون متعدد التبلور، إلا أن الطلب انهار مع التوقف المفاجئ للدعم الإسباني عقب انهيار السوق عام 2008، وانخفض السعر بسرعة إلى 2.00 دولار/واط. تمكن المصنّعون من الحفاظ على هامش ربح إيجابي رغم انخفاض الدخل بنسبة 50% بفضل الابتكار وخفض التكاليف. في أواخر عام 2011، انخفضت أسعار وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون البلوري عند باب المصنع فجأةً إلى ما دون 1.00 دولار/واط، مما فاجأ الكثيرين في هذا القطاع، وتسبب في إفلاس عدد من شركات تصنيع الطاقة الشمسية حول العالم. يُنظر إلى سعر 1.00 دولار/واط في قطاع الطاقة الشمسية الكهروضوئية غالبًا على أنه تحقيق تكافؤ تكلفة الطاقة الشمسية مع تكلفة الشبكة الكهربائية، لكن معظم الخبراء لا يعتقدون أن هذا السعر قابل للاستمرار. قد تُسهم التطورات التكنولوجية، وتحسينات عمليات التصنيع، وإعادة هيكلة الصناعة، في إمكانية تحقيق المزيد من الانخفاض في الأسعار. [ 3 ] انخفض متوسط سعر التجزئة للخلايا الشمسية، وفقًا لرصد مجموعة سولارباز، من 3.50 دولارًا/واط إلى 2.43 دولارًا/واط خلال عام 2011. [ 91 ] وفي عام 2013، انخفضت أسعار الجملة إلى 0.74 دولارًا/واط. [ 90 ] وقد استُشهد بهذا كدليل يدعم " قانون سوانسون "، وهو ملاحظة مشابهة لقانون مور الشهير ، الذي ينص على أن أسعار الخلايا الشمسية تنخفض بنسبة 20% مع كل مضاعفة للطاقة الإنتاجية للصناعة. [ 90 ] يُعرّف معهد فراونهوفر "معدل التعلم" بأنه انخفاض الأسعار مع تضاعف الإنتاج التراكمي، بنسبة 25% تقريبًا بين عامي 1980 و2010. ورغم انخفاض أسعار الوحدات بسرعة، إلا أن أسعار العاكسات الحالية انخفضت بمعدل أقل بكثير، وفي عام 2019 شكلت أكثر من 61% من تكلفة الكيلوواط الذروة، بعد أن كانت ربع التكلفة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. [ 61 ]
تجدر الإشارة إلى أن الأسعار المذكورة أعلاه تخص الألواح الشمسية فقط، ويمكن النظر إلى أسعار الألواح الشمسية من منظور آخر، وهو تضمين تكاليف التركيب. في الولايات المتحدة، ووفقًا لجمعية صناعات الطاقة الشمسية، انخفض سعر تركيب الألواح الشمسية الكهروضوئية على أسطح المنازل لأصحابها من 9.00 دولار/واط في عام 2006 إلى 5.46 دولار/واط في عام 2011. وبإضافة أسعار التركيبات الصناعية، ينخفض السعر الوطني للتركيب إلى 3.45 دولار/واط. وهذا أعلى بكثير من مثيله في دول أخرى، ففي ألمانيا، بلغ متوسط تكلفة تركيب الألواح الشمسية على أسطح المنازل لأصحابها 2.24 دولار/واط. ويُعتقد أن فروق التكلفة تعود في المقام الأول إلى ارتفاع الأعباء التنظيمية وعدم وجود سياسة وطنية للطاقة الشمسية في الولايات المتحدة. [ 92 ]
بحلول نهاية عام 2012، بلغت تكاليف إنتاج الوحدات الشمسية الأرخص ثمناً لدى المصنّعين الصينيين 0.50 دولار أمريكي/واط. [ 93 ] وفي بعض الأسواق، يحقق موزعو هذه الوحدات هامش ربح كبير، إذ يشترونها بسعر المصنع ويبيعونها بأعلى سعر يدعمه السوق ("التسعير القائم على القيمة"). [ 3 ] وفي كاليفورنيا، وصلت تكلفة إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى مستوى تكلفة إنتاج الكهرباء في عام 2011، وهو ما يُعرف عادةً بتكاليف إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية التي تساوي أو تقل عن أسعار الكهرباء بالتجزئة (مع أنها غالباً ما تكون أعلى من أسعار محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم أو الغاز، دون احتساب تكاليف التوزيع والتكاليف الأخرى). [ 94 ] وقد تحققت تكلفة إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية في 19 سوقاً بحلول عام 2014. [ 95 ] [ 96 ]
بحلول عام 2024، أدت الزيادات الهائلة في إنتاج الألواح الشمسية في الصين إلى انخفاض أسعار الوحدات إلى 0.11 دولار/واط، أي بانخفاض يزيد عن 90 بالمائة عن أسعار عام 2011. [ 97 ]
التكلفة الموحدة للكهرباء

التكلفة المُعدّلة للكهرباء (LCOE) هي تكلفة الكيلوواط/ساعة بناءً على التكاليف الموزعة على مدى عمر المشروع، ويُعتقد أنها مقياس أفضل لحساب جدوى المشروع من سعر الواط. وتختلف التكلفة المُعدّلة للكهرباء اختلافًا كبيرًا باختلاف الموقع. [ 3 ] ويمكن اعتبار التكلفة المُعدّلة للكهرباء الحد الأدنى للسعر الذي يتعين على المستهلكين دفعه لشركة الكهرباء حتى تتمكن من تغطية تكاليف الاستثمار في محطة توليد طاقة جديدة. [ 5 ] ويتحقق التكافؤ مع الشبكة تقريبًا عندما تنخفض التكلفة المُعدّلة للكهرباء إلى سعر مماثل لأسعار الشبكة المحلية التقليدية، على الرغم من أن الحسابات في الواقع ليست قابلة للمقارنة المباشرة. [ 98 ] وقد وصلت منشآت الطاقة الشمسية الكهروضوئية الصناعية الكبيرة إلى التكافؤ مع الشبكة في كاليفورنيا عام 2011. [ 85 ] [ 98 ] وكان يُعتقد أن التكافؤ مع الشبكة لأنظمة أسطح المنازل لا يزال بعيد المنال في ذلك الوقت. [ 98 ] ويُعتقد أن العديد من حسابات التكلفة المُعدّلة للكهرباء غير دقيقة، وتتطلب قدرًا كبيرًا من الافتراضات. [ 3 ] [ 98 ] قد تنخفض أسعار الوحدات الشمسية أكثر، وقد ينخفض معدل تكلفة الطاقة الشمسية تبعاً لذلك في المستقبل. [ 99 ]
نظرًا لتذبذب الطلب على الطاقة خلال اليوم، ولأن الطاقة الشمسية محدودة بسبب غروب الشمس، يتعين على شركات الطاقة الشمسية مراعاة التكاليف الإضافية لتوفير مصادر طاقة بديلة أكثر استقرارًا للشبكة الكهربائية بهدف استقرار النظام، أو تخزين الطاقة. لا تُؤخذ هذه التكاليف في الحسبان عند حساب تكلفة الطاقة المُستوية (LCOE)، ولا الإعانات أو العلاوات الخاصة التي قد تجعل شراء الطاقة الشمسية أكثر جاذبية. [ 5 ] يُعد عدم موثوقية توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتقلباتها الزمنية مشكلة رئيسية. إذ يُمكن أن يؤدي الاعتماد المفرط على هذه المصادر المتقلبة إلى عدم استقرار الشبكة الكهربائية بأكملها. [ 100 ]
اعتبارًا من عام 2017، أصبحت أسعار اتفاقيات شراء الطاقة لمحطات الطاقة الشمسية أقل من 0.05 دولار/كيلوواط ساعة شائعة في الولايات المتحدة، وبلغت أقل العروض في بعض دول الخليج العربي حوالي 0.03 دولار/كيلوواط ساعة. [ 101 ] وتهدف وزارة الطاقة الأمريكية إلى تحقيق تكلفة موحدة للطاقة الشمسية الكهروضوئية تبلغ 0.03 دولار/كيلوواط ساعة لشركات المرافق. [ 102 ]
الإعانات والتمويل
كانت الحوافز المالية لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، مثل تعريفات التغذية (FITs)، تُقدم عادةً لمستهلكي الكهرباء لتركيب وتشغيل أنظمة توليد الطاقة الشمسية، وفي بعض البلدان، تُعد هذه الإعانات السبيل الوحيد لضمان استمرار جدوى الطاقة الشمسية الكهروضوئية اقتصاديًا. [ 103 ] وكانت تعريفات التغذية لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية حاسمةً في النمو المبكر لهذه الأنظمة. وكانت ألمانيا وإسبانيا من أهم الدول التي قدمت إعانات لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وقد ساهمت سياسات هاتين الدولتين في زيادة الطلب عليها. [ 3 ]
اشتكت بعض شركات تصنيع الخلايا الشمسية الأمريكية مرارًا وتكرارًا من أن انخفاض أسعار وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية يعود إلى الدعم الحكومي الصيني، وإغراق السوق بهذه المنتجات بأسعار أقل من أسعار السوق العادلة. ويوصي المصنّعون الأمريكيون عمومًا بفرض رسوم جمركية عالية على الإمدادات الأجنبية لضمان استمرار ربحيتهم. واستجابةً لهذه المخاوف، بدأت إدارة أوباما في عام 2012 بفرض رسوم جمركية على المستهلكين الأمريكيين لهذه المنتجات لرفع أسعارها على المصنّعين المحليين. [ 3 ] ومع ذلك، لا تزال الولايات المتحدة الأمريكية تدعم هذا القطاع. [ 92 ]
روّج بعض دعاة حماية البيئة لفكرة استخدام الحوافز الحكومية لتوسيع صناعة تصنيع الألواح الكهروضوئية، بهدف خفض تكاليف الكهرباء المولدة منها بسرعة أكبر، إلى مستوى يمكّنها من منافسة الوقود الأحفوري في السوق الحرة. ويستند هذا إلى نظرية مفادها أنه عند مضاعفة الطاقة الإنتاجية، ستؤدي وفورات الحجم إلى انخفاض أسعار منتجات الطاقة الشمسية إلى النصف. [ 5 ]
في العديد من البلدان، يفتقر تطوير مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى رأس المال. [ 104 ] ولحل هذه المشكلة، يُستخدم التوريق أحيانًا لتسريع تطوير مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية. [ 94 ] [ 105 ] [ 106 ]
آخر
تُنتج الطاقة الكهروضوئية أيضًا خلال فترة قريبة من ذروة الطلب (تسبقها) في أنظمة الكهرباء التي تشهد استخدامًا مكثفًا لأجهزة التكييف. ونظرًا لأن تشغيل أنظمة الطاقة الكهروضوئية على نطاق واسع يتطلب احتياطيات دوارة، فإن التكلفة الحدية لتوليدها في منتصف النهار تكون عادةً في أدنى مستوياتها، ولكنها ليست معدومة، عندما تُنتج الطاقة الكهروضوئية الكهرباء. ويمكن ملاحظة ذلك في الشكل 1 من هذه الورقة البحثية. [ 107 ] بالنسبة للعقارات السكنية المزودة بأنظمة طاقة كهروضوئية خاصة متصلة بشبكة الكهرباء، قد يتمكن المالك من كسب أموال إضافية عند احتساب وقت التوليد، حيث تكون قيمة الكهرباء أعلى خلال النهار منها في الليل. [ 108 ]
افترض أحد الصحفيين في عام 2012 أنه إذا تم رفع فواتير الطاقة للأمريكيين عن طريق فرض ضريبة إضافية قدرها 50 دولارًا للطن على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم، فإن ذلك قد يجعل الطاقة الشمسية الكهروضوئية تبدو أكثر تنافسية من حيث التكلفة للمستهلكين في معظم المناطق. [ 91 ]
نمو
شكّلت الطاقة الشمسية الكهروضوئية أكبر مجال بحثي بين أنواع الطاقة المستدامة السبعة التي شملتها دراسة ببليومترية عالمية ، حيث ارتفع الإنتاج العلمي السنوي من 9094 منشورًا في عام 2011 إلى 14447 منشورًا في عام 2019. [ 110 ] وبالمثل، يتزايد استخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية بسرعة، وبلغت القدرة المركبة عالميًا تيراواطًا واحدًا في أبريل 2022. [ 111 ] ويتجاوز إجمالي إنتاج الطاقة من الطاقة الكهروضوئية في العالم سنويًا 500 تيراواط/ساعة من الكهرباء، وهو ما يمثل 2% من الطلب العالمي على الكهرباء. وتستخدم أكثر من 100 دولة ، مثل البرازيل والهند ، الطاقة الشمسية الكهروضوئية. [ 112 ] [ 113 ] وتلي الصين كل من الولايات المتحدة واليابان ، بينما تشهد المنشآت في ألمانيا ، التي كانت في يوم من الأيام أكبر منتج للطاقة الشمسية في العالم، تباطؤًا.
حققت هندوراس أعلى نسبة من الطاقة من الطاقة الشمسية في عام 2019، حيث بلغت 14.8%. [ 114 ] وفي عام 2019، امتلكت فيتنام أعلى قدرة مركبة في جنوب شرق آسيا، بنحو 4.5 جيجاواط. [ 115 ] ويضع معدل التركيب السنوي، الذي يبلغ حوالي 90 واط للفرد، فيتنام في مصاف الدول الرائدة عالميًا. [ 115 ] وكان لتعريفة التغذية السخية (FIT) والسياسات الحكومية الداعمة، كالإعفاءات الضريبية، دورٌ محوري في تمكين طفرة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في فيتنام. وتشمل العوامل الدافعة الأخرى رغبة الحكومة في تعزيز الاكتفاء الذاتي من الطاقة، ومطالبة الجمهور بجودة البيئة المحلية. [ 115 ]
تتمثل إحدى العوائق الرئيسية في محدودية سعة شبكة النقل. [ 115 ]
تمتلك الصين أكبر قدرة توليد للطاقة الشمسية في العالم، حيث بلغت قدرتها المركبة 1048 جيجاواط في عام 2024، مقارنةً بنحو 339 جيجاواط في الاتحاد الأوروبي، وفقًا لبيانات وكالة الطاقة الدولية. [ 116 ] ومن بين الدول الأخرى التي تمتلك أكبر قدرات توليد للطاقة الشمسية في العالم: الولايات المتحدة واليابان وألمانيا.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
البيانات: تقرير IEA-PVPS حول لمحة عن أسواق الطاقة الشمسية الكهروضوئية العالمية لعام 2023 ، أبريل 2023 [ 117 ]. انظر أيضًا: الطاقة الشمسية حسب البلد للاطلاع على قائمة كاملة ومحدثة باستمرار. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
في عام 2017، كان يُعتقد أنه من المحتمل أن تتراوح القدرات المركبة للطاقة الشمسية الكهروضوئية عالميًا بين 3000 و10000 جيجاواط بحلول عام 2030. [ 101 ] وزعمت منظمة غرينبيس في عام 2010 أن أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بقدرة 1845 جيجاواط في جميع أنحاء العالم يمكن أن تولد ما يقرب من 2646 تيراواط/ساعة سنويًا من الكهرباء بحلول عام 2030، وبحلول عام 2050 يمكن توفير أكثر من 20% من إجمالي الكهرباء من خلال الطاقة الشمسية الكهروضوئية. [ 118 ]
التطبيقات
تتعدد التطبيقات العملية لاستخدام الألواح الشمسية أو الخلايا الكهروضوئية، لتشمل شتى المجالات التقنية. فمن القطاع الزراعي كمصدر للطاقة للري، إلى استخدامها في مرافق الرعاية الصحية النائية لتبريد المستلزمات الطبية. وتشمل التطبيقات الأخرى توليد الطاقة على نطاقات مختلفة، ومحاولات دمجها في المنازل والبنية التحتية العامة. وتُستخدم وحدات الخلايا الكهروضوئية في أنظمة الطاقة الشمسية، التي تشمل بدورها مجموعة واسعة من الأجهزة الكهربائية.
أنظمة الخلايا الكهروضوئية
نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية هو نظام طاقة مصمم لتوفير طاقة شمسية قابلة للاستخدام عن طريق الخلايا الكهروضوئية. يتكون من مجموعة من المكونات، تشمل الألواح الشمسية لامتصاص ضوء الشمس وتحويله مباشرةً إلى كهرباء، ومحول الطاقة الشمسية لتحويل التيار الكهربائي من تيار مستمر إلى تيار متردد، بالإضافة إلى أدوات التركيب والكابلات وغيرها من الملحقات الكهربائية. تتراوح أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية من أنظمة صغيرة تُركّب على أسطح المباني أو تُدمج فيها، بسعات تتراوح من بضعة كيلوواط إلى عشرات الكيلوواط ، إلى محطات طاقة ضخمة بقدرات تصل إلى مئات الميغاواط . في الوقت الحاضر، ترتبط معظم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بشبكة الكهرباء ، بينما لا تمثل الأنظمة المستقلة سوى جزء صغير من السوق.
مستشعرات ضوئية
أجهزة الاستشعار الضوئية هي أجهزة استشعار للضوء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي . [ 119 ] يحتوي كاشف الضوء على وصلة ثنائية من نوع p-n تحول فوتونات الضوء إلى تيار كهربائي. تُكوّن الفوتونات الممتصة أزواجًا من الإلكترونات والفجوات في منطقة الاستنزاف . تُعد الثنائيات الضوئية والترانزستورات الضوئية أمثلة على كواشف الضوء. أما الخلايا الشمسية، فتحول جزءًا من طاقة الضوء الممتصة إلى طاقة كهربائية.
التكنولوجيا التجريبية
تُعدّ الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون البلوري نوعًا واحدًا فقط من أنواع الخلايا الكهروضوئية، ورغم أنها تمثل غالبية الخلايا الشمسية المنتجة حاليًا، إلا أن هناك العديد من التقنيات الجديدة والواعدة التي لديها القدرة على التوسع لتلبية احتياجات الطاقة المستقبلية. واعتبارًا من عام 2018، تُشكّل تقنية خلايا السيليكون البلوري أساسًا لأنواع عديدة من وحدات الخلايا الكهروضوئية، بما في ذلك أحادية البلورة، ومتعددة البلورات، وأحادية PERC، وثنائية الوجه. [ 120 ]
تُصنّع تقنية أخرى حديثة، وهي الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة، عن طريق ترسيب طبقات شبه موصلة من البيروفسكايت ، وهو معدن ذو خصائص شبه موصلة، على ركيزة في بيئة مفرغة من الهواء. غالبًا ما تكون الركيزة من الزجاج أو الفولاذ المقاوم للصدأ، وتُصنع هذه الطبقات شبه الموصلة من أنواع عديدة من المواد، بما في ذلك تيلوريد الكادميوم (CdTe)، وثنائي سيلينيد النحاس والإنديوم (CIS)، وثنائي سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (CIGS)، والسيليكون غير المتبلور (a-Si). بعد ترسيبها على الركيزة، تُفصل الطبقات شبه الموصلة وتُوصل بدائرة كهربائية باستخدام تقنية الكتابة بالليزر. [ 121 ] [ 122 ] تُعدّ خلايا البيروفسكايت الشمسية محولًا فعالًا للغاية للطاقة الشمسية، وتتمتع بخصائص كهروضوئية ممتازة لأغراض الطاقة الكهروضوئية، إلا أن تطويرها من خلايا بحجم المختبر إلى وحدات ذات مساحة كبيرة لا يزال قيد البحث. [ 123 ] قد تصبح مواد الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة جذابة في المستقبل، نظرًا لانخفاض متطلبات المواد وتكلفة تصنيع الوحدات المكونة من أغشية رقيقة مقارنةً برقائق السيليكون. [ 124 ] في عام 2019، أفادت مختبرات جامعية في أكسفورد وستانفورد وغيرها عن خلايا شمسية من البيروفسكايت بكفاءة تتراوح بين 20 و25%. [ 125 ]
CIGS
سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (CIGS) هو خلية شمسية رقيقة تعتمد على عائلة أشباه الموصلات من نوع كالكوبيريت، وهي سيلينيد النحاس والإنديوم (CIS) . غالبًا ما يُستخدم مصطلحا CIS وCIGS بشكل متبادل في أوساط المختصين. يتكون هيكل الخلية من زجاج الصودا والجير كركيزة، وطبقة من الموليبدينوم كطبقة تلامس خلفية، وطبقة امتصاص من CIS/CIGS، وطبقة عازلة من كبريتيد الكادميوم (CdS) أو Zn(S,OH)x، وطبقة تلامس أمامية من ZnO:Al. [ 126 ] يبلغ سمك CIGS حوالي 1/100 من سمك تقنيات الخلايا الشمسية السيليكونية التقليدية. المواد اللازمة للتجميع متوفرة بسهولة، وتكلفتها أقل لكل واط من الخلية الشمسية. تتميز الأجهزة الشمسية القائمة على CIGS بمقاومتها لتدهور الأداء بمرور الوقت، واستقرارها العالي في ظروف التشغيل الفعلية.
تتراوح التأثيرات المحتملة لتقنية CIGS على الاحتباس الحراري بين 20.5 و58.8 غرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعة من الكهرباء المولدة، وذلك باختلاف شدة الإشعاع الشمسي (من 1700 إلى 2200 كيلوواط ساعة/م² / سنة) وكفاءة تحويل الطاقة (من 7.8 إلى 9.12%). [ 127 ] ويتراوح وقت استرداد الطاقة (EPBT) بين 0.2 و1.4 سنة، [ 76 ] بينما وُجد أن القيمة الموحدة لوقت استرداد الطاقة تبلغ 1.393 سنة. [ 64 ] وتُعدّ السمية مشكلة في الطبقة العازلة لوحدات CIGS لاحتوائها على الكادميوم والغاليوم. [ 59 ] [ 128 ] أما وحدات CIS فلا تحتوي على أي معادن ثقيلة.
خلايا شمسية من البيروفسكايت

الخلية الشمسية البيروفسكيتية (PSC) هي نوع من الخلايا الشمسية التي تتضمن مركبًا ذا بنية بيروفسكيتية ، وغالبًا ما يكون مادة هجينة عضوية-غير عضوية أساسها هاليد الرصاص أو القصدير، كطبقة فعالة لحصاد الضوء . [ 129 ] [ 130 ] مواد البيروفسكيت، مثل هاليدات ميثيل الأمونيوم الرصاصية وهاليد السيزيوم الرصاصي غير العضوي بالكامل، رخيصة الإنتاج وسهلة التصنيع.
ارتفعت كفاءة الخلايا الشمسية في الأجهزة المختبرية التي تستخدم هذه المواد من 3.8% عام 2009 [ 131 ] إلى 27% عام 2025 في بنى الوصلة المفردة، [ 132 ] [ 133 ] وفي الخلايا الترادفية المصنوعة من السيليكون، إلى 34.85%، [ 132 ] [ 134 ] متجاوزةً بذلك أعلى كفاءة مُحققة في خلايا السيليكون الشمسية أحادية الوصلة. ولذلك، تُعدّ خلايا البيروفسكايت الشمسية أسرع تقنيات الطاقة الشمسية تطورًا حتى عام 2016. [ 129 ] وبفضل إمكانية تحقيق كفاءات أعلى وتكاليف إنتاج منخفضة للغاية، أصبحت خلايا البيروفسكايت الشمسية جذابة تجاريًا. وتشمل المشكلات الرئيسية ومجالات البحث استقرارها على المدى الطويل، [ 135 ] وحساسيتها العالية للرطوبة، [ 136 ] وسميتها في حال استخدام الرصاص. [ 137 ] يُعدّ التحكم في الرصاص السام في الخلايا الشمسية البوليمرية أمرًا بالغ الأهمية، إذ يُشكّل التعرّض له مخاطر صحية جسيمة، بما في ذلك الاضطرابات العصبية. ونظرًا لأنّ الخلايا الشمسية البوليمرية تقنية ناشئة، فإنّ سمية الرصاص لا تزال تُمثّل عائقًا رئيسيًا أمام انتشارها وتسويقها على نطاق واسع.
الخلايا الشمسية الحساسة للصبغة
الخلايا الشمسية الحساسة للصبغة (DSCs) هي نوع جديد من الخلايا الشمسية الرقيقة. تعمل هذه الخلايا بكفاءة أعلى من غيرها من تقنيات الخلايا الكهروضوئية في ضوء الشمس المحيط. وتعتمد آلية عملها على امتصاص الضوء بواسطة صبغة حساسة بين مادتين ناقلتين للشحنات. تحيط الصبغة بجزيئات نانوية من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) ضمن شبكة متلبدة. [ 138 ] يعمل ثاني أكسيد التيتانيوم كحزمة توصيل في شبه موصل من النوع السالب (n)، وهو بمثابة دعامة لجزيئات الصبغة المغلفة، وينقل الإلكترونات أثناء الإثارة. في تقنية الخلايا الشمسية الحساسة للصبغة المصنوعة من ثاني أكسيد التيتانيوم ، يُعد تحضير العينات في درجات حرارة عالية فعالاً للغاية، لأن ارتفاع درجة الحرارة يُنتج خصائص نسيجية أكثر ملاءمة. ومن الأمثلة الأخرى على الخلايا الشمسية الحساسة للصبغة، مركب النحاس الذي يستخدم Cu (II/I) كناقل للأكسدة والاختزال مع TMBY (4,4',6,6'-رباعي ميثيل-2,2' ثنائي البيريدين). تُظهر هذه الخلايا أداءً ممتازًا في الضوء الاصطناعي والداخلي. تعمل هذه الخلايا في نطاق يتراوح من 200 لوكس إلى 2000 لوكس، وبكفاءة قصوى تبلغ 29.7%. [ 139 ]
مع ذلك، واجهت خلايا الطاقة الشمسية الحساسة للصبغة (DSCs) بعض المشاكل، ويرجع معظمها إلى الإلكتروليت السائل. فالمذيب المستخدم فيها خطير، ويتغلغل في معظم أنواع البلاستيك. ولأنه سائل، فهو غير مستقر تجاه تغيرات درجات الحرارة، مما يؤدي إلى تجمده في درجات الحرارة المنخفضة وتمدده في درجات الحرارة المرتفعة، وبالتالي تلفه. [ 140 ] ومن عيوبها الأخرى أنها غير مناسبة للتطبيقات واسعة النطاق نظرًا لانخفاض كفاءتها. أما من مزاياها، فهي إمكانية استخدامها في مستويات إضاءة متنوعة (بما في ذلك الأجواء الغائمة)، وانخفاض تكلفة إنتاجها، وعدم تدهورها تحت أشعة الشمس، مما يمنحها عمرًا أطول من أنواع خلايا الطاقة الشمسية الرقيقة الأخرى.
لقاح شلل الأطفال الفموي
تشمل تقنيات الخلايا الكهروضوئية المستقبلية المحتملة الأخرى الخلايا الكهروضوئية العضوية، والخلايا الحساسة للأصباغ، والخلايا الكهروضوئية ذات النقاط الكمومية. [ 141 ] تندرج الخلايا الكهروضوئية العضوية ضمن فئة الأغشية الرقيقة، وتعمل عادةً بكفاءة تقارب 12%، وهي أقل من كفاءة الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون والتي تتراوح عادةً بين 12% و21%. ونظرًا لأن الخلايا الكهروضوئية العضوية تتطلب نقاءً عاليًا جدًا وتكون شديدة التفاعل، فيجب تغليفها، مما يزيد بشكل كبير من تكلفة التصنيع ويجعلها غير مجدية للتوسع على نطاق واسع. أما الخلايا الكهروضوئية الحساسة للأصباغ، فهي مماثلة في كفاءتها للخلايا الكهروضوئية العضوية، ولكنها أسهل بكثير في التصنيع. ومع ذلك، تُسبب هذه الخلايا مشاكل في التخزين لأن الإلكتروليت السائل سام ويمكن أن يتسرب إلى المواد البلاستيكية المستخدمة في الخلية. تُصنع الخلايا الشمسية ذات النقاط الكمومية باستخدام المحاليل، مما يعني إمكانية توسيع نطاق إنتاجها، ولكن كفاءتها الحالية لا تتجاوز 12%. [ 123 ]
تُعدّ الخلايا الكهروضوئية العضوية والبوليمرية (OPV) مجالًا بحثيًا حديثًا نسبيًا. تتكون طبقات بنية الخلية الكهروضوئية العضوية التقليدية من قطب كهربائي شبه شفاف، وطبقة حاجبة للإلكترونات، ووصلة نفقية، وطبقة حاجبة للثقوب، وقطب كهربائي، حيث تسقط أشعة الشمس على القطب الشفاف. تستبدل الخلايا الكهروضوئية العضوية الفضة بالكربون كمادة للقطب الكهربائي، مما يُقلل تكلفة التصنيع ويجعلها أكثر ملاءمة للبيئة. [ 142 ] تتميز الخلايا الكهروضوئية العضوية بالمرونة وخفة الوزن، وتتوافق بشكل جيد مع تقنية التصنيع المتواصل (roll-to-roll) للإنتاج الضخم. [ 143 ] تستخدم الخلايا الكهروضوئية العضوية "عناصر وفيرة فقط، مقترنة بطاقة كامنة منخفضة للغاية، وذلك بفضل درجات حرارة المعالجة المنخفضة جدًا، وباستخدام ظروف المعالجة المحيطة فقط، وعلى معدات طباعة بسيطة، مما يُتيح استرداد الطاقة في فترات زمنية قصيرة". [ 144 ] تتراوح الكفاءات الحالية بين 1 و6.5%، [ 62 ] [ 145 ] ومع ذلك، تُشير التحليلات النظرية إلى إمكانية تحقيق كفاءة تتجاوز 10%. [ 144 ]
تتعدد تكوينات الخلايا الكهروضوئية العضوية (OPV) باستخدام مواد مختلفة لكل طبقة. وتنافس تقنية OPV تقنيات الخلايا الكهروضوئية الحالية من حيث فترة استرداد الطاقة بعد الاستهلاك (EPBT)، حتى وإن كان عمرها التشغيلي أقصر حاليًا. حللت دراسة أجريت عام 2013 اثني عشر تكوينًا مختلفًا، جميعها بكفاءة 2%، وتراوحت فترة استرداد الطاقة بعد الاستهلاك بين 0.29 و0.52 سنة لكل متر مربع من الخلايا الكهروضوئية. [ 146 ] ويبلغ متوسط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المكافئ لكل كيلوواط ساعة للخلايا الكهروضوئية العضوية 54.922 غرامًا. [ 147 ]
الخلايا الكهروضوئية الحرارية
يُعدّ تحويل الطاقة الكهروضوئية الحرارية (TPV) عملية تحويل مباشرة من الحرارة إلى الكهرباء عبر الفوتونات . ويتكون النظام الكهروضوئي الحراري الأساسي من جسم ساخن يُصدر إشعاعًا حراريًا وخلية كهروضوئية مشابهة للخلايا الشمسية ولكنها مُصممة خصيصًا للطيف المنبعث من الجسم الساخن. [ 148 ]
نظراً لأن أنظمة الخلايا الكهروضوئية الحرارية تعمل عموماً في درجات حرارة أقل من الخلايا الشمسية، فإن كفاءتها تميل إلى الانخفاض. ويُعدّ استخدام الخلايا متعددة الوصلات المصنوعة من مواد غير السيليكون حلاً شائعاً لتعويض هذا النقص، ولكنه مكلف للغاية في الغالب. وهذا ما يحدّ حالياً من استخدامات هذه الأنظمة في مجالات متخصصة، مثل تزويد المركبات الفضائية بالطاقة وجمع الحرارة المهدرة من أنظمة أكبر كالتوربينات البخارية .
مولد كهروضوئي حراري
يُعدّ النظام الهجين الكهروضوئي الحراري (PV-TEG) نوعًا من الخلايا الكهروضوئية الهجينة، حيث يجمع بين خلية كهروضوئية (PV) ومولد كهر حراري (TEG). [ 149 ] تعتمد المولدات الكهر حرارية على تأثير سيبك ، وهي ظاهرة تحدث عندما يتعرض موضع اتصال مادتين موصلتين لفرق في درجة الحرارة، مما يُولّد قوة دافعة كهربائية. [ 150 ] ويتناسب الجهد الناتج طرديًا مع فرق درجة الحرارة.
أثناء عملية تحويل الضوء إلى كهرباء، تتبدد الحرارة، مما يقلل من كفاءة الخلايا الكهروضوئية عند درجات الحرارة العالية ويقصر عمرها الافتراضي. [ 150 ] من خلال دمج مولد كهربائي حراري في النظام، يتم تبديد الحرارة بعيدًا عن الخلية الكهروضوئية وتحويلها إلى كهرباء، مما يحسن كفاءتها ويطيل عمرها. [ 151 ]
يُحدد معامل الجدارة الكهروحرارية ZT كفاءة تحويل الحرارة إلى كهرباء، بالإضافة إلى قدرة التبريد. [ 152 ] ويُعدّ تحسين معايير مثل الموصلية الكهربائية (σ) ومعامل سيبك (S) والموصلية الحرارية (κ) ذا أهمية بالغة لزيادة الكفاءة إلى أقصى حد.
تتميز المواد الكهروحرارية الشائعة عادةً بقيمة ZT تبلغ حوالي 1، ما يُعادل كفاءة تقارب 10% أو أقل. [ 152 ] ورغم انخفاض كفاءة التحويل في المولدات الكهروحرارية التقليدية، فقد أدى البحث المستمر في مواد كهروحرارية مثل BiTe (ZT = 2.4) وSnSe (ZT = 2.6) ومركبات نصف هويسلر (ZT = 1.6) إلى تحسين الكفاءة على مر السنين. [ 152 ] [ 151 ] وتشير التوقعات النظرية إلى إمكانية أكبر للتحسين، حيث تُقدّر القيم بـ 14 لـ BiTe، و2.6 لـ SnSe، و2.2 لمركبات نصف هويسلر. [ 152 ]
محاذاة الوحدات الشمسية
يمكن تركيب عدد من الألواح الشمسية عموديًا فوق بعضها في برج، إذا كانت المسافة بين الشمس ونقطة سمت الرأس أكبر من الصفر، ويمكن تدوير البرج أفقيًا ككل، بالإضافة إلى تدوير كل لوح حول محور أفقي. في هذا البرج، تستطيع الألواح تتبع الشمس بدقة. يمكن وصف هذا الجهاز بأنه سلم مثبت على قرص دوار. كل درجة من درجات هذا السلم هي المحور الأوسط للوحة شمسية مستطيلة. في حال وصول المسافة بين الشمس ونقطة سمت الرأس إلى الصفر، يمكن تدوير "السلم" شمالًا أو جنوبًا لتجنب إلقاء أي لوح شمسي ظلًا على لوح أدنى منه. بدلًا من البرج العمودي تمامًا، يمكن اختيار برج محوره موجه نحو النجم القطبي ، أي موازٍ لمحور دوران الأرض . في هذه الحالة، تكون الزاوية بين المحور والشمس دائمًا أكبر من 66 درجة. خلال النهار، يكفي تدوير الألواح حول هذا المحور لتتبع الشمس. قد يتم تركيب التركيبات على الأرض (وأحيانًا يتم دمجها مع الزراعة والرعي) [ 153 ] أو يتم بناؤها في سقف أو جدران المبنى ( الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني ).
في حال محدودية مساحة الأرض، يمكن استخدام الألواح الكهروضوئية كألواح عائمة . في عام ٢٠٠٨، كانت مزرعة فار نينتي رائدة في ابتكار أول نظام "طاقة شمسية عائمة" في العالم، وذلك بتركيب ٩٩٤ لوحًا شمسيًا كهروضوئيًا على ١٣٠ عوامة، ووضعها عائمة في بركة الري التابعة للمزرعة. [ ١٥٤ ] [ ١٥٥ ] من مزايا هذا النظام الحفاظ على الألواح عند درجة حرارة أقل مما لو كانت على اليابسة، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة تحويل الطاقة الشمسية. كما تُقلل الألواح العائمة من كمية المياه المفقودة بالتبخر، وتمنع نمو الطحالب. [ ١٥٦ ]
تُعدّ الخلايا الكهروضوئية المركزة تقنيةً، على عكس أنظمة الخلايا الكهروضوئية المسطحة التقليدية، تستخدم العدسات والمرايا المنحنية لتركيز ضوء الشمس على خلايا شمسية صغيرة الحجم، ولكنها عالية الكفاءة، ومتعددة الوصلات . وتستخدم هذه الأنظمة أحيانًا أجهزة تتبع شمسية ونظام تبريد لزيادة كفاءتها.
كفاءة

في عام 2019، تم تحقيق الرقم القياسي العالمي لكفاءة الخلايا الشمسية بنسبة 47.1٪ باستخدام خلايا شمسية مركزة متعددة الوصلات ، تم تطويرها في المختبر الوطني للطاقة المتجددة، كولورادو، الولايات المتحدة. [ 157 ] وتشمل أعلى الكفاءات التي تم تحقيقها بدون تركيز مادة من شركة شارب بنسبة 35.8٪ باستخدام تقنية تصنيع ثلاثية الوصلات خاصة في عام 2009، [ 158 ] وبوينغ سبيكترولاب (40.7٪ باستخدام تصميم ثلاثي الطبقات أيضًا).
تُبذل جهود متواصلة لزيادة كفاءة تحويل الطاقة في الخلايا والوحدات الكهروضوئية، وذلك أساسًا لتحقيق ميزة تنافسية. ولزيادة كفاءة الخلايا الشمسية، من المهم اختيار مادة شبه موصلة ذات فجوة نطاق مناسبة تتوافق مع الطيف الشمسي، مما يُحسّن الخصائص الكهربائية والبصرية. كما يُعدّ تحسين طريقة تجميع الشحنات مفيدًا لزيادة الكفاءة. ويجري تطوير العديد من مجموعات المواد، حيث تُصنع الأجهزة فائقة الكفاءة (η>30%) [ 159 ] باستخدام أشباه موصلات GaAs وGaInP2 مع خلايا ترادفية متعددة الوصلات. وتُستخدم مواد السيليكون أحادية البلورة عالية الجودة لتحقيق خلايا عالية الكفاءة ومنخفضة التكلفة (η>20%).
شهدت الخلايا الكهروضوئية العضوية (OPVs) تطورات حديثة حققت تقدماً ملحوظاً في كفاءة تحويل الطاقة، حيث ارتفعت من 3% إلى أكثر من 15% منذ ظهورها في ثمانينيات القرن الماضي. [ 160 ] وحتى الآن، تتراوح أعلى كفاءة مُسجلة لتحويل الطاقة بين 6.7% و8.94% للجزيئات الصغيرة، وبين 8.4% و10.6% للخلايا الكهروضوئية العضوية البوليمرية، وبين 7% و21% للخلايا الكهروضوئية العضوية البيروفسكايتية. [ 161 ] [ 162 ] ومن المتوقع أن تلعب الخلايا الكهروضوئية العضوية دوراً محورياً في سوق الطاقة الكهروضوئية. وقد ساهمت التحسينات الأخيرة في زيادة الكفاءة وخفض التكلفة، مع الحفاظ على كونها صديقة للبيئة ومتجددة.
بدأت عدة شركات بتضمين مُحسِّنات الطاقة في وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والتي تُسمى الوحدات الذكية . تُجري هذه الوحدات عملية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) لكل وحدة على حدة، وتقيس بيانات الأداء لأغراض المراقبة، وتوفر ميزات أمان إضافية. كما يمكن لهذه الوحدات تعويض تأثيرات التظليل، حيث يؤدي سقوط الظل على جزء من الوحدة إلى انخفاض الناتج الكهربائي لسلسلة أو أكثر من الخلايا في الوحدة. [ 163 ]
يُعدّ ارتفاع درجة الحرارة أحد الأسباب الرئيسية لانخفاض أداء الخلايا الشمسية. إذ تنخفض كفاءة الخلية الشمسية بنحو 0.5% لكل درجة مئوية واحدة ترتفع فيها درجة الحرارة. وهذا يعني أن ارتفاع درجة حرارة السطح بمقدار 100 درجة مئوية قد يُقلل كفاءة الخلية الشمسية إلى النصف تقريبًا. وتُعدّ الخلايا الشمسية ذاتية التبريد أحد حلول هذه المشكلة. فبدلًا من استخدام الطاقة لتبريد السطح، يُمكن تشكيل أشكال هرمية ومخروطية من السيليكا ، وتثبيتها على سطح اللوحة الشمسية. يسمح هذا التصميم بوصول الضوء المرئي إلى الخلايا الشمسية ، بينما يعكس الأشعة تحت الحمراء (التي تحمل الحرارة). [ 164 ]
المزايا
- التلوث والطاقة في الإنتاج
تصل كمية ضوء الشمس إلى سطح الأرض، والتي تبلغ 122 بيتاواط، بوفرة كبيرة، أي ما يقارب 10000 ضعف متوسط استهلاك الطاقة البشرية في عام 2005، والذي يعادل 13 تيراواط. [ 165 ] وتوحي هذه الوفرة بأن الطاقة الشمسية ستصبح المصدر الرئيسي للطاقة في العالم قريباً. [ 166 ] إضافةً إلى ذلك، يتميز الإشعاع الشمسي بأعلى كثافة طاقة (بمعدل عالمي يبلغ 170 واط/م² ) بين مصادر الطاقة المتجددة. [ 165 ]
الطاقة الشمسية خالية من التلوث أثناء استخدامها، مما يُمكّنها من الحدّ من التلوث عند استبدالها بمصادر الطاقة الأخرى. على سبيل المثال، قدّر معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن 52,000 شخص يموتون سنوياً قبل الأوان في الولايات المتحدة بسبب تلوث محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم [ 167 ] ، ويمكن تجنّب جميع هذه الوفيات باستثناء حالة واحدة باستخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية كبديل للفحم. [ 168 ] [ 169 ] ويمكن إدارة نفايات وانبعاثات الإنتاج باستخدام ضوابط التلوث الحالية. وتجري حالياً تطوير تقنيات إعادة التدوير بعد الاستخدام [ 170 ] ، كما يجري وضع سياسات تشجع المنتجين على إعادة التدوير. [ 171 ]
تُضمن الألواح الشمسية عادةً لمدة 25 عامًا (لكن العواكس تميل إلى التعطل قبل ذلك)، [ 172 ] [ 173 ] مع صيانة أو تدخل بسيط بعد تركيبها الأولي، لذا بعد التكلفة الرأسمالية الأولية لبناء أي محطة طاقة شمسية، تكون تكاليف التشغيل منخفضة للغاية مقارنةً بتقنيات الطاقة الحالية. يتمثل أحد أساليب تحسين الأداء البيئي للخلايا الكهروضوئية في استخدام وحدات كهروضوئية دائرية مصممة لسهولة الفك. [ 174 ] [ 175 ]
يمكن استخدام الطاقة الشمسية المثبتة على أسطح المنازل محليًا، مما يقلل من خسائر النقل/التوزيع. [ 176 ]
- الاستثمار في أبحاث الخلايا الشمسية
مقارنةً بمصادر الطاقة الأحفورية والنووية، لم يُستثمر سوى القليل من الأموال في تطوير الخلايا الشمسية، مما يُتيح مجالاً واسعاً للتحسين. ومع ذلك، فإن كفاءة الخلايا الشمسية التجريبية عالية الكفاءة تتجاوز 40% في حالة الخلايا الكهروضوئية المركزة [ 177 ] ، وتتزايد الكفاءة بسرعة بينما تنخفض تكاليف الإنتاج الضخم بسرعة أيضاً [ 178 ] .
- إعانات الإسكان
في بعض الولايات الأمريكية، قد يضيع جزء كبير من الاستثمار في نظام الطاقة الشمسية المنزلي إذا انتقل مالك المنزل وقلّل المشتري من قيمة النظام مقارنةً بالبائع. وقد طوّرت مدينة بيركلي طريقة تمويل مبتكرة لإزالة هذا القيد، وذلك بإضافة تقييم ضريبي يُنقل مع المنزل لتمويل الألواح الشمسية. [ 179 ] يُعرف هذا الحل الآن باسم PACE (الطاقة النظيفة المُقَيَّمة على العقارات)، وقد تبنّت 30 ولاية أمريكية هذا الحل. [ 180 ]
العيوب
- التأثير على شبكة الكهرباء

بالنسبة لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على أسطح المنازل خلف عدادات الكهرباء، يصبح تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه. فعندما يفوق الإنتاج المحلي الاستهلاك، يُصدّر الفائض من الكهرباء إلى الشبكة، مما يسمح بتطبيق نظام القياس الصافي . مع ذلك، فإن شبكات الكهرباء التقليدية غير مصممة للتعامل مع نقل الطاقة ثنائي الاتجاه، الأمر الذي قد يُسبب مشكلات فنية. فقد تظهر مشكلة ارتفاع الجهد عند عودة الكهرباء من هذه المنازل المزودة بأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى الشبكة. [ 181 ] توجد حلول لإدارة مشكلة ارتفاع الجهد، مثل تنظيم معامل قدرة عاكسات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وتوفير معدات جديدة للتحكم في الجهد والطاقة على مستوى موزعي الكهرباء، وإعادة توصيل أسلاك الكهرباء، وإدارة جانب الطلب، وغيرها. لكن غالبًا ما تكون لهذه الحلول قيود وتكاليف.
يؤدي ارتفاع الإنتاج خلال منتصف النهار إلى تقليل صافي الطلب على الإنتاج، ولكن ارتفاع ذروة صافي الطلب مع غروب الشمس يمكن أن يتطلب زيادة سريعة في محطات توليد الطاقة، مما ينتج عنه شكل حمل يسمى منحنى البطة .
انظر أيضاً
- الزراعة الشمسية
- الجمعية الأمريكية للطاقة الشمسية
- تأثير كهروضوئي شاذ
- النحاس في الطاقة المتجددة § توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية
- تكلفة الكهرباء حسب المصدر
- إدارة الطلب على الطاقة
- القوة الدافعة الكهربائية § الخلية الشمسية
- قائمة شركات الخلايا الكهروضوئية
- الخلية الكهروضوئية
- الكفاءة الكمية § الكفاءة الكمية للخلايا الشمسية
- تسويق الطاقة المتجددة
- نسيج الخلايا الشمسية
- ضمان جودة الوحدات الشمسية
- مراقبة الخلايا الكهروضوئية الشمسية
- الطاقة الشمسية حسب البلد
- الطاقة الحرارية الشمسية
- نظرية الخلية الشمسية
مراجع
- 1 2 لو بيانو، سامويل؛ مايومي، كوزو (2017). "نحو تقييم متكامل لأداء أنظمة الخلايا الكهروضوئية لتوليد الكهرباء" . الطاقة التطبيقية . 186 (2): 167-174 . doi : 10.1016/j.apenergy.2016.05.102 . S2CID 156783885 .
- ↑ "الألواح الشمسية تقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل فدان أكثر من الأشجار - وأكثر بكثير من إيثانول الذرة - حالة الكوكب" . 26 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه في 22 مايو 2024 .
- بازيليان ، م.؛ أونيجي ، إ.؛ ليبريتش، م .؛ ماكجيل، إ.؛ تشيس، ج.؛ شاه، ج.؛ جيلين، د.؛ أرينت، د.؛ لاندفير، د.؛ زينغرونغ، س. (2013). " إعادة النظر في اقتصاديات الطاقة الكهروضوئية" (ملف PDF) . الطاقة المتجددة . 53 : 329-338 . Bibcode : 2013REne...53..329B . CiteSeerX 10.1.1.692.1880 . doi : 10.1016/j.renene.2012.11.029 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 31 مايو 2014. تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2015 .
- ↑ بالز، وولفغانغ (2013). الطاقة الشمسية للعالم: ما تريد معرفته عن الخلايا الكهروضوئية . مطبعة سي آر سي. ص 131 وما بعدها. رقم ISBN 978-981-4411-87-5.
- 1 2 3 4 روزر، ماكس (1 ديسمبر 2020). "لماذا أصبحت مصادر الطاقة المتجددة رخيصة جدًا بهذه السرعة؟" . عالمنا في بيانات .
- ↑ شباك، محمود ح. (2019). "النظام التكنولوجي للإنتاج والابتكار: حالة تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية في الصين" . سياسة البحث . 48 (4): 993-1015 . doi : 10.1016/j.respol.2018.10.003 . S2CID 158742469 .
- ↑ شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الحادي والعشرين (REN21)، تقرير حالة الطاقة المتجددة العالمي لعام 2010 مؤرشف في 13 سبتمبر 2014 في Wayback Machine ، باريس، 2010، الصفحات 1-80.
- ↑ "تقرير الخلايا الكهروضوئية" (ملف PDF) . معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية . 16 سبتمبر 2020. ص 4.
- ↑ "الطاقات المتجددة 2019" . وكالة الطاقة الدولية. 21 أكتوبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يناير 2020 .
- ↑ «الشركة العامة للكهرباء والماء في قطر "كهرماء" وشركة سراج للطاقة توقعان اتفاقيات لمحطة الخرصة للطاقة الشمسية الكهروضوئية» . الشركة العامة للكهرباء والماء في قطر "كهرماء". 20 يناير 2020. تاريخ الاطلاع: 26 يناير 2020 .
- ↑ سونيل براساد لوهاني، أندرو بلاكرز: طاقة متجددة بنسبة 100% مع تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ في نيبال . في: الطاقة النظيفة 5، 2، 2021، 243-253، doi : 10.1093/ce/zkab011 .
- ↑ سمي، ألفريد (1849). عناصر علم الأحياء الكهربائي: أو الآلية الفولتية للإنسان؛ وعلم الأمراض الكهربائية، وخاصة الجهاز العصبي؛ والعلاجات الكهربائية . لندن: لونغمان، براون، غرين، ولونغمانز. ص 15.
- ↑ "إدموند بيكريل: الرجل وراء الألواح الشمسية" . solenergy.com.ph .
- ↑ بالز، فولفغانغ (21 أكتوبر 2013). الطاقة الشمسية للعالم: ما تريد معرفته عن الخلايا الكهروضوئية . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-981-4411-87-5.
- ↑ نوغوتشي، ماسا. "عدد تركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية السكنية في اليابان: 1994-2003" .
- ↑ تأثير الخلايا الكهروضوئية. مؤرشف بتاريخ 14 يوليو 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine ). Mrsolar.com. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2010.
- ↑ التأثير الكهروضوئي . Encyclobeamia.solarbotics.net. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2010.
- ↑ جاكوبسون، مارك ز. (2009). "مراجعة حلول الاحتباس الحراري، وتلوث الهواء، وأمن الطاقة" . مجلة الطاقة والعلوم البيئية . 2 (2): 148-173 . Bibcode : 2009GeCAS..73R.581J . CiteSeerX 10.1.1.180.4676 . doi : 10.1039/B809990C .
- ↑ سوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية في ألمانيا . Solarbuzz.com. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يونيو 2012.
- ↑ شركة بي بي سولار تعتزم توسيع مصانعها للخلايا الشمسية في إسبانيا والهند . موقع Renewableenergyaccess.com. 23 مارس 2007. تاريخ الاطلاع: 3 يونيو 2012.
- ↑ بوليس، كيفن (23 يونيو 2006). الطاقة الشمسية الرخيصة واسعة النطاق . Technologyreview.com. تم الاطلاع عليه في 3 يونيو 2012.
- ↑ أراباتزيس، يوانيس؛ تودوروفا، ناديا؛ فاساكي، يوانا؛ تسيسميلي، كريسوفالانتي؛ بيباس، أنتونيس؛ لي، وين شين؛ تشاو، تشيوي (2018). "طلاء محفز ضوئيًا، ذاتي التنظيف، مضاد للانعكاس للألواح الكهروضوئية: توصيف ومراقبة في ظروف حقيقية". الطاقة الشمسية . 159. إلسيفير بي في: 251-259 . رمز Bibcode : 2018SoEn..159..251A . doi : 10.1016/j.solener.2017.10.088 . ISSN 0038-092X .
- ↑ لوكي، أنطونيو وهيغيدوس، ستيفن (2003). دليل علوم وهندسة الخلايا الكهروضوئية . جون وايلي وأولاده. ISBN 978-0-471-49196-5.
- ↑ حاسبة الطاقة الشمسية PVWatts مؤرشفة في 3 نوفمبر 2014 على موقع Wayback Machine ، تم الاطلاع عليها في 7 سبتمبر 2012
- ↑ ماساتشوستس: سوق طاقة شمسية جيدة. مؤرشف بتاريخ 12 سبتمبر 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) . Remenergyco.com. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مايو 2013.
- ^ شيجولا، باتريك. بيوتل، بول؛ هيكلمان، ستيفان؛ هوهن، أوليفر. كليتزكي، مالطا؛ شون، جوناس. أوليفا، إدوارد؛ بريدان، فيليكس. شاختنر، مايكل. سيفر، جيرالد. هيلمرز، هينينج؛ ديمروث، فرانك؛ لاكنر ، ديفيد (2022). خلية شمسية رباعية الوصلات ذات كفاءة تحويل تصل إلى 47.6% تحت التركيز . المؤتمر الدولي لمرحلة البخار العضوي المعدني 2022.
- ^ هيلمرز، هينينج؛ هوهن، أوليفر. لاكنر، ديفيد؛ شيجولا، باتريك. كليتزكي، مالطا؛ شون، جوناس. بيليجرينو، كارمين؛ أوليفا، إدوارد؛ شاختنر، مايكل. بيوتل، بول؛ هيكلمان، ستيفان؛ بريدان، فيليكس. أولمان، ينس؛ سيفر، جيرالد. ديمروث ، فرانك (8 مارس 2024). "تطوير كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى 47.6% واستكشاف التنوع الطيفي لمحولات الطاقة الضوئية من النوع III-V" . في فروندليتش، الكسندر؛ هنزر، كارين. كولين، ستيفان؛ سيلرز، إيان ر. (محرران). الفيزياء والمحاكاة والهندسة الضوئية للأجهزة الكهروضوئية XIII . إجراءات SPIE. المجلد. 12881. ص. 1288103. رمز Bibcode : 2024SPIE12881E..03H . doi : 10.1117/12.3000352 . ISBN 978-1-5106-7022-8.
- ↑ أوزدمير، ديريا (20 مايو 2022). "علماء يحطمون الرقم القياسي لأعلى كفاءة للخلايا الشمسية" . interestingengineering.com . تاريخ الاطلاع: 7 أغسطس 2023 .
- ↑ فرانس، رايان م.؛ جيز، جون ف.؛ سونغ، تاو؛ أولافاريا، والدو؛ يونغ، ميشيل؛ كيبلر، آلان؛ شتاينر، مايلز أ. (18 مايو 2022). "خلايا شمسية ثلاثية الوصلات بكفاءة أرضية تبلغ 39.5% وكفاءة فضائية تبلغ 34.2% بفضل الشبكات الفائقة ذات الآبار الكمومية السميكة". مجلة جول . 6 (5): 1121-1135 . arXiv : 2203.15593 . Bibcode : 2022Joule...6.1121F . doi : 10.1016/j.joule.2022.04.024 . ISSN 2542-4351 . S2CID 247778421 .
- ↑ أولانوف، لانس (2 أكتوبر 2015). "إيلون ماسك وسولار سيتي يكشفان النقاب عن "أكثر الألواح الشمسية كفاءة في العالم" . ماشابل . تم الاطلاع عليه في 9 سبتمبر 2018 .
- ↑ دا سيلفا، ويلسون (17 مايو 2016). "إنجازٌ بارز في كفاءة الخلايا الشمسية" . ساينس ديلي . تم الاطلاع عليه في 9 سبتمبر 2018. لقد طوّر مهندسون في جامعة نيو ساوث ويلز تصميمًا جديدًا للخلايا الشمسية رفع كفاءة تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء إلى 34.5%، مسجلاً بذلك رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا لأشعة الشمس غير المركزة ،
ومقتربًا من الحدود النظرية لمثل هذا الجهاز.
- ↑ المختبر الوطني للطاقة المتجددة (12 أبريل 2024). "سجلات كفاءة وحدات الخلايا الكهروضوئية" . المختبر الوطني للطاقة المتجددة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2025.
وقد تم التحقق من هذه الكفاءات من قبل مختبرات اختبار مستقلة ومعترف بها دوليًا مثل NREL وAIST وJRC-ESTI وFraunhofer ISE.
- ↑ "وحدة SunPower e20" . 25 يوليو 2014. مؤرشف من الأصل في 1 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه في 6 يونيو 2014 .
- ↑ "وحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية HIT" (ملف PDF) . سانيو / باناسونيك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 نوفمبر 2016 .
- ↑ شاهان، زاكاري (13 يونيو 2026). "أكثر وحدة شمسية كفاءة في العالم - رقم قياسي جديد" . كلين تكنيكا . تم الاطلاع عليه في 14 يونيو 2026 .
- كومار ، أنكوش ( 3 يناير 2017). "التنبؤ بكفاءة الخلايا الشمسية القائمة على الأقطاب الكهربائية الموصلة الشفافة". مجلة الفيزياء التطبيقية . 121 (1): 014502. رمز Bibcode : 2017JAP...121a4502K . doi : 10.1063/1.4973117 . ISSN 0021-8979 .
- ↑ "أساسيات كفاءة تحويل الخلايا الكهروضوئية" . وزارة الطاقة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 سبتمبر 2014 .
- ↑ أوركوت، مايك. "إدارة الضوء لزيادة كفاءة الطاقة الشمسية" . مجلة إم آي تي للتكنولوجيا . مؤرشف من الأصل في 20 فبراير 2016. تم الاطلاع عليه في 14 مارس 2018 .
- ↑ دنلوب، جيمس ب. (2012). أنظمة الخلايا الكهروضوئية . اللجنة الوطنية المشتركة للتدريب المهني والصناعي الكهربائي ( الطبعة الثالثة). أورلاند بارك، إلينوي: دار النشر الأمريكية التقنية. رقم ISBN 978-1-935941-05-7. OCLC 828685287 .
- ↑ باودن، ستيوارت؛ هونسبرغ، كريستيانا. "ثنائيات التجاوز" . التعليم الكهروضوئي . تم الاسترجاع في 29 يونيو 2021 .
- ↑ "جهد الدائرة المفتوحة (البطارية)" . المدرسة الكهربائية . 13 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2021 .
- ↑ "commercialsolaraustralia.com.au" (ملف PDF) . commercialsolaraustralia.com.au .
- ↑ "ورقة بيانات TSM PC/PM14" (ملف PDF) . مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 29 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليها بتاريخ 4 يونيو 2012 .
- ↑ "ورقة بيانات LBS Poly 260 275" (ملف PDF) . مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 9 يناير 2019. تم الاطلاع عليها بتاريخ 9 يناير 2018 .
- ↑ بيليوجين، م.؛ أوكايا، أ.؛ سيدراش دي كاردونا، م.؛ سبانيولو، ج. (2021). معاملات درجة حرارة وحدات الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون البلوري المتدهور في الظروف الخارجية . المجلد 29. الصفحات 558-570 . doi : 10.1002/pip.3396 . S2CID 233976803 .
{{cite book}}تم|work=تجاهله ( مساعدة ) - ↑ "هل تتأثر الألواح الشمسية بالطقس؟ - معلومات الطاقة" . معلومات الطاقة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مارس 2018 .
- ↑ "تدهور الطاقة الناجم عن إمكانات سولار بلازا: مكافحة خطر وهمي" . www.solarplaza.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2017 .
- ↑ (www.inspire.cz)، INSPIRE CZ sro "ما هو PID؟ — eicero" . eicero.com . مؤرشف من الأصل في 4 سبتمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2017 .
- ↑ "كيف تعمل الخلايا الشمسية" . HowStuffWorks . أبريل 2000. تم الاطلاع عليه في 9 ديسمبر 2015 .
- ↑ "الترابط في المعادن وأشباه الموصلات" . 2012books.lardbucket.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 ديسمبر 2015 .
- ↑ بيليوجين، م.؛ أوكاجا، أ.؛ سانشيز-فرييرا، ب.؛ بيتروني، ج.؛ سانشيز-باتشيكو، ج.ف.؛ سبانيولو، ج.؛ سيدراش-دي-كاردونا، م. (2021). "تحليل تدهور وحدات السيليكون أحادية البلورة بعد 21 عامًا من التشغيل". التقدم في الخلايا الكهروضوئية: البحوث والتطبيقات . التقدم في الخلايا الكهروضوئية. 29 (8): 907-919 . doi : 10.1002/pip.3409 . hdl : 10630/29057 . S2CID 234831264 .
- ↑ بيليوجين، م.؛ أوكايا، أ.؛ سيدراش دي كاردونا، م.؛ سبانيولو، ج. (2022). "تحليل تدهور الوحدات القائمة على السيليكون غير المتبلور بعد 11 عامًا من التعرض باستخدام الإجراء 3 من معيار IEC60891:2021". التقدم في الخلايا الكهروضوئية: البحوث والتطبيقات . التقدم في الخلايا الكهروضوئية. 30 (10): 1176-1187 . doi : 10.1002/pip.3567 . hdl : 10630/24064 . S2CID 248487635 .
- ^ بيليوجيني، م. سانشيز فرييرا، P.؛ بترون، ج.؛ سانشيز باتشيكو، JF؛ سبانيولو، ج.؛ سيدراش دي كاردونا، م. (2022). "نموذج جديد لدراسة التدهور الخارجي للوحدات الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة". الطاقة المتجددة . 193 : 857– 869. بيب كود : 2022REne..193..857P . دوى : 10.1016/j.renene.2022.05.063 . اتش دي ال : 10630/29061 . S2CID 248926054 .
- ↑ بلاتزر، مايكل (27 يناير 2015). "تصنيع الخلايا الكهروضوئية الشمسية في الولايات المتحدة: اتجاهات الصناعة، والمنافسة العالمية، والدعم الفيدرالي". خدمة أبحاث الكونغرس .
- ↑ "كيفية تصنيع الخلايا الكهروضوئية" . www.fsec.ucf.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 نوفمبر 2015 .
- ↑ شارما، هاري بهاكتا؛ فانابالي، كومار راجا؛ بارنوال، فيكرام كومار؛ دوبي، براجيش؛ بهاتاشاريا، جايانتا (1 أغسطس 2021). "تقييم ترشيح المعادن الثقيلة في ظل ظروف التخلص المحاكاة وصياغة استراتيجيات للتعامل مع نفايات الألواح الشمسية" . مجلة علوم البيئة الشاملة . 780 146645. Bibcode : 2021ScTEn.78046645S . doi : 10.1016/j.scitotenv.2021.146645 . ISSN 0048-9697 . PMID 34030301 .
- ↑ "هل نحن متجهون نحو أزمة نفايات الطاقة الشمسية؟" . Environmentalprogress.org . 21 يونيو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 ديسمبر 2017 .
- 1 2 فثيناكيس، ف.م.، كيم، هـ.س.، وألسيما، إ. (2008). "الانبعاثات الناتجة عن دورات حياة الخلايا الكهروضوئية". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 42 (6): 2168-2174 . Bibcode : 2008EnST...42.2168F . doi : 10.1021/es071763q . hdl : 1874/32964 . PMID 18409654. S2CID 20850468 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - 1 2 3 4 5 6 كولير، ج.، وو، س.، وأبول، د. (2014). "التأثيرات البيئية لدورة حياة الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة من كبريتيد النحاس والزنك والقصدير (CZTS) وفوسفيد الزنك (Zn3P2)". الطاقة . 74 : 314-321 . Bibcode : 2014Ene .... 74..314C . doi : 10.1016 /j.energy.2014.06.076 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - 1 2 3 4 "تحليل كفاءة الطاقة للخلايا الكهروضوئية في الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون " (ملف PDF) . clca.columbia.edu . 31 مايو 2009. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 25 مارس 2015.
- 1 2 3 4 "تقرير الخلايا الكهروضوئية" (ملف PDF) . معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية . 16 سبتمبر 2020. الصفحات 36، 43، 46.
- أنكتيل ، أ . ، بابيت، س. و.، رافاييل، ر. ب.، ولاندي، ب. ج. (2013). "الطلب التراكمي على الطاقة للخلايا الكهروضوئية للجزيئات الصغيرة والبوليمرات". التقدم في الخلايا الكهروضوئية: البحوث والتطبيقات . 21 (7): 1541-1554 . doi : 10.1002/pip.2226 . S2CID 94279905 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ^ إيبون جالاراجا، م. جونزاليس إيجوينو، أنيل ماركانديا (1 يناير 2011). دليل الطاقة المستدامة . إدوارد الجار للنشر. ص. 37. ردمك 978-0-85793-638-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2017 – عبر كتب جوجل.
{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - بهانداري ، ك.ب. ، كولير، ج.م.، إلينغسون، ر.ج.، وأبول، د.س. (2015). "فترة استرداد الطاقة (EPBT) وعائد الطاقة على الطاقة المستثمرة (EROI) لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية: مراجعة منهجية وتحليل تجميعي". مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 47 : 133-141 . Bibcode : 2015RSERv..47..133B . doi : 10.1016/j.rser.2015.02.057 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ ماركو راوجي؛ بير فولانا-إي-بالمر؛ فاسيليس فثيناكيس (مارس 2012). "العائد الطاقي على الاستثمار في الطاقة (EROI) للخلايا الكهروضوئية: المنهجية والمقارنات مع دورات حياة الوقود الأحفوري" (ملف PDF) . www.bnl.gov/ . مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية في 8 مارس 2016.
- ↑ فاسيليس فثيناكس؛ رولف فريشكنيخت؛ ماركو راوجي؛ هيونغ تشول كيم؛ إريك ألسيما؛ مايكل هيلد؛ ماريسكا دي وايلد-شولتن (نوفمبر 2011). "إرشادات منهجية لتقييم دورة حياة الطاقة الكهروضوئية" (ملف PDF) . www.iea-pvps.org/ . IEA-PVPS. الصفحات 8-10 . مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 24 سبتمبر 2015.
- ↑ "عملية إنتاج السيليكون" . www.simcoa.com.au . عمليات سيمكوا. مؤرشف من الأصل في 19 يونيو 2014. تم الاطلاع عليه في 17 سبتمبر 2014 .
- ↑ "الوصول إلى فقدان القطع أقل من 100 ميكرومتر من خلال التحسينات" (ملف PDF) . معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية، المؤتمر والمعرض الأوروبي الرابع والعشرون للطاقة الشمسية الكهروضوئية. سبتمبر 2009.
- ↑ "إعادة تدوير مخلفات قطع السيليكون" . مركز هيلمهولتز دريسدن-روسندورف (HZDR). 4 أبريل 2014. مؤرشف من الأصل في 4 سبتمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 12 يونيو 2021 .
- ↑ "تقييم دورة حياة إنتاج الكهرباء الكهروضوئية المستقبلية من الأنظمة السكنية العاملة في أوروبا" . IEA-PVPS. 13 مارس 2015.
- 1 2 انبعاثات غازات الاحتباس الحراري لدورة الحياة من الخلايا الكهروضوئية الشمسية، المختبر الوطني للطاقة المتجددة، وزارة الطاقة الأمريكية، 2012، 1-2.
- 1 2 كريبس، إف سي (2009). "تصنيع ومعالجة الخلايا الشمسية البوليمرية: مراجعة لتقنيات الطباعة والطلاء". مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 93 (4): 394-412 . Bibcode : 2009SEMSC..93..394K . doi : 10.1016/j.solmat.2008.10.004 .
- 1 2 يو دي؛ يو إف؛ دارلينج إس بي (2014). "سيناريوهات التصنيع المحلية والخارجية للخلايا الكهروضوئية القائمة على السيليكون: تحليل مقارن لدورة الحياة من حيث الطاقة والبيئة". الطاقة الشمسية . 105 : 669-678 . Bibcode : 2014SoEn..105..669Y . doi : 10.1016/j.solener.2014.04.008 .
- ↑ جايداجيس، ج. وأنجيلاكوغلو، ك. (2012). "الأداء البيئي لأنظمة الطاقة المتجددة مع تطبيق تقييم دورة الحياة: دراسة حالة لوحدة كهروضوئية متعددة السيليكون". الهندسة المدنية والأنظمة البيئية . 29 (4): 231-238 . Bibcode : 2012CEES...29..231G . doi : 10.1080/10286608.2012.710608 . S2CID 110058349 .
- ↑ تقرير الخلايا الكهروضوئية. (معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية، ISE، 2015).
- 1 2 جو، م. وغوستاد، ج. (2014). "تعزيز جدوى إعادة تدوير الخلايا الكهروضوئية: تحليل عائد الطاقة". الطاقة التطبيقية . 120 : 41-48 . Bibcode : 2014ApEn..120...41G . doi : 10.1016/j.apenergy.2014.01.036 .
- ↑ براون، جي إف وو، جيه. (2009). "الجيل الثالث من الخلايا الكهروضوئية" . مراجعات الليزر والفوتونيات . 3 (4): 394-405 . Bibcode : 2009LPRv....3..394B . doi : 10.1002/lpor.200810039 . S2CID 13179665 .
- 1 2 سيليك، آي.، ماسون، بي. إي.، فيليبس، إيه. بي.، هيبن، إم. جيه.، وأبول، دي. إس. (2017). الآثار البيئية للخلايا الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من أنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار. العلوم والتكنولوجيا البيئية.
- ↑ أغبولا، AE تطوير وصياغة نموذج لعمليات أنابيب الكربون النانوية القابلة للتطوير: نماذج عمليات HiPCO و CoMoCAT؛ جامعة ولاية لويزيانا، 2005.
- ↑ واديا، سي.، أليفيساتوس، أ.ب.، وكامن، د.م. (2009). "توفر المواد يوسع فرص نشر الخلايا الكهروضوئية على نطاق واسع". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 43 (6): 2072-2077 . Bibcode : 2009EnST...43.2072W . doi : 10.1021/es8019534 . PMID 19368216 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ الحربي، فهد؛ باس، جون د.؛ صالحي، عبد المجيد؛ اليماني، أحمد؛ كيم، هو تشول؛ ميلر، روبرت د. (2011). "مواد وفيرة غير سامة للخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة: بديل للمواد التقليدية". الطاقة المتجددة . 36 (10): 2753-2758 . Bibcode : 2011REne...36.2753A . doi : 10.1016/j.renene.2011.03.010 .
- ↑ "مستويات الإشعاع الشمسي (أوروبا)" . أبريكوس سولار. مؤرشف من الأصل في 17 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه في 14 أبريل 2012 .
- ↑ انخفاض تكاليف الطاقة المتجددة في عام 2009، رويترز، 23 نوفمبر 2009.
- ↑ الطاقة الشمسية أرخص بنسبة 50% بحلول نهاية العام - تحليل . رويترز ، 24 نوفمبر 2009.
- 1 2 هاريس، أرنو (31 أغسطس 2011). "جانب إيجابي في انخفاض أسعار الطاقة الشمسية" . عالم الطاقة المتجددة .
- ↑ تكاليف توليد الطاقة المتجددة في عام 2019. أبوظبي: الوكالة الدولية للطاقة المتجددة. 2020. ISBN 978-92-9260-244-4.
- ↑ ل. ليو، و. ميلر، وج. ليدويتش. (2017). حلول لخفض تكاليف الكهرباء في المرافق. أجندة الشيخوخة الأسترالية. 39-40. متاح على الرابط: https://www.australianageingagenda.com.au/2017/10/27/solutions-reducing-facility-electricity-costs/ مؤرشف بتاريخ 20 مايو 2019 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- ↑ ميلر، ويندي؛ ليو، لي آرون؛ أمين، زكريا؛ غراي، ماثيو (2018). "إشراك السكان في عمليات تحديث المساكن بالطاقة الشمسية لتحقيق صافي استهلاك صفري للطاقة: دراسة حالة أسترالية شبه استوائية". الطاقة الشمسية . 159 : 390-404 . Bibcode : 2018SoEn..159..390M . doi : 10.1016/j.solener.2017.10.008 .
- ↑ "أسعار الألواح الشمسية (الكهروضوئية) مقابل القدرة التراكمية" . OurWorldInData.org . 2024. مؤرشف من الأصل في 8 فبراير 2026.ينسب OWID بيانات المصدر إلى: Nemet (2009)؛ Farmer & Lafond (2016)؛ الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA، 2024).
- 1 2 3 "أراضي مشمسة مرتفعة: الطاقة البديلة لن تبقى بديلة" . مجلة الإيكونوميست. 21 نوفمبر 2012. تاريخ الاطلاع: 28 ديسمبر 2012 .
- 1 2 كويجين، جون (3 يناير 2012). "نهاية عصر النهضة النووية" . المصلحة الوطنية .
- 1 2 ويلز، كين (25 أكتوبر 2012). "الطاقة الشمسية جاهزة. الولايات المتحدة ليست كذلك" . بلومبيرغ بيزنس ويك . مؤرشف من الأصل في 27 أكتوبر 2012. تم الاسترجاع في 1 نوفمبر 2012 .
- ↑ من المتوقع انخفاض تكلفة وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى 36 سنتًا لكل واط بحلول عام 2017. Greentechmedia.com (18 يونيو 2013). تاريخ الاطلاع: 15 أبريل 2015.
- 1 2 ألافيتا، ت.؛ بيرس، ج.م. (2014). "توريق أصول الطاقة الشمسية الكهروضوئية السكنية: التكاليف والمخاطر وعدم اليقين" . سياسة الطاقة . 67 : 488-498 . Bibcode : 2014EnPol..67..488A . doi : 10.1016/j.enpol.2013.12.045 . S2CID 11079398 .
- ↑ ليبريتش، مايكل (29 يناير 2014). "عام من تحطيم الجليد: 10 توقعات لعام 2014" . بلومبيرغ لتمويل الطاقة الجديدة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أبريل 2014 .
- ↑ "توقعات 2014: فلتبدأ موجة الذهب الثانية" (ملف PDF) . أبحاث أسواق دويتشه بنك. 6 يناير 2014. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 29 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 22 نوفمبر 2014 .
- ↑ كروكس، إد (5 أبريل 2024). "نمو الطاقة الشمسية في الصين يُؤدي إلى انخفاض حاد في أسعار الوحدات" . وود ماكنزي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2024 .
- برانكر ، ك .؛ باثاك، م. ج. م.؛ بيرس، ج. م. (2011). " مراجعة لتكلفة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المُعدّلة لإنتاج الكهرباء" . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 15 ( 9): 4470-4482 . Bibcode : 2011RSERv..15.4470B . doi : 10.1016/j.rser.2011.07.104 . hdl : 1974/6879 . S2CID 73523633 .
- ↑ "الاستثمار في الطاقة المتجددة يحطم الأرقام القياسية" . عالم الطاقة المتجددة . 29 أغسطس 2011.
- ↑ هوكينوس، بول (10 فبراير 2021). "هل تنتج ألمانيا الكثير من الطاقة المتجددة؟" . السياسة الخارجية . تم الاسترجاع في 7 مارس 2021 .
- 1 2 نانسي م. هيجل (2017). " الخلايا الكهروضوئية على نطاق تيراواط: مساراتها وتحدياتها". مجلة ساينس . 356 (6334): 141-143 . Bibcode : 2017Sci...356..141H . doi : 10.1126/ science.aal1288 . hdl : 10945/57762 . OSTI 1352502. PMID 28408563. S2CID 206654326 .
- ↑ أده، إلناز ح.؛ غود، ستيفن ب.؛ كالاف، م.؛ هيغينز، تشاد و. (7 أغسطس 2019). "إمكانات الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي الأكبر فوق الأراضي الزراعية" . التقارير العلمية . 9 (1): 11442. Bibcode : 2019NatSR...911442A . doi : 10.1038/ s41598-019-47803-3 . ISSN 2045-2322 . PMC 6685942. PMID 31391497 .
- ↑ ترومسدورف، ماكسيميليان (2016). "تحليل اقتصادي للزراعة الكهروضوئية: الفرص والمخاطر والاستراتيجيات نحو استخدام أكثر كفاءة للأراضي" (ملف PDF) . أوراق عمل شبكة الاقتصاد الدستوري .
- ↑ «يُظهر مسح تكلفة رأس المال أن الاستثمارات في الطاقة الشمسية الكهروضوئية قد تكون أقل مخاطرة من الطاقة الغازية في الاقتصادات الناشئة والنامية، على الرغم من أن القيم لا تزال مرتفعة - تحليل» . وكالة الطاقة الدولية . 30 نوفمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 10 ديسمبر 2024 .
- ↑ لودر، ترافيس؛ مندلسون، م. (2013). إمكانات التوريق في تمويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية . المختبر الوطني للطاقة المتجددة. OCLC 890151368 .
- ↑ "توريق الطاقة الشمسية لرواندا" . مختبر الابتكار العالمي لتمويل المناخ (باللغة البرتغالية البرازيلية) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 ديسمبر 2024 .
- ↑ مطر، وليد؛ أنور، مراد (2017). "إصلاح أسعار الوقود الصناعي والكهرباء المنزلية في المملكة العربية السعودية بشكل مشترك" . سياسة الطاقة . 109 : 747-756 . Bibcode : 2017EnPol.109..747M . doi : 10.1016/j.enpol.2017.07.060 .
- ↑ تقييم شركات المرافق النزيه للطاقة الشمسية في إمدادات الكهرباء . Greentechmedia.com (7 مايو 2012). تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مايو 2013.
- ↑ رانجيلوفا، كوستانتسا؛ شاه، روشيتا؛ بيتروفيتش، بياتريس؛ أسان، سابينا؛ بتلر-سلوس، سام (13 أغسطس 2025). "الاحتفال بخمس سنوات على تأسيس إمبر بخمسة رسوم بيانية حول التحول العالمي في مجال الطاقة" . إمبر للطاقة. مؤرشف من الأصل في 15 نوفمبر 2025.بيانات توليد الطاقة من الرياح والطاقة الشمسية مأخوذة من بيانات الكهرباء السنوية لشركة إمبر. أما بيانات الطاقة النووية والغاز والفحم والطاقة الكهرومائية فهي من بينتو وآخرون (2023). يستند هذا الرسم البياني إلى مخطط من إعداد نات بولارد (https://www.nathanielbullard.com/presentations ). البيانات المعروضة تقتصر على النقطة التي أنتج فيها كل مصدر ما يزيد قليلاً عن 2000 تيراواط/ساعة.
- ↑ سترازا؛ شنيغانز (11 يونيو 2021). هل نستخدم العلم من أجل تنمية أكثر ذكاءً؟ باريس: اليونسكو. ISBN 978-92-3-100450-6.
- ↑ "لمحة عن أسواق الطاقة الشمسية الكهروضوئية العالمية 2017" (ملف PDF) . تقرير . الوكالة الدولية للطاقة. 19 أبريل 2017. تاريخ الاطلاع: 11 يوليو 2017 .
- ↑ "لمحة عن الطاقة الكهروضوئية العالمية 1992-2014" (ملف PDF) . الوكالة الدولية للطاقة - برنامج أنظمة الطاقة الكهروضوئية. 30 مارس 2015. مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2015.
- ↑ "الطاقات المتجددة 2011: التقرير العالمي عن الوضع الراهن" . REN21 . 2011. ص 22. مؤرشف من الأصل في 13 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 31 مايو 2013 .
- ↑ "لقطة 2020" . IEA-PVPS . 20 أبريل 2020.
- 1 2 3 4 دو، ثانغ نام؛ بيرك، بول جيه؛ بالدوين، كينيث جي إتش؛ نغوين، تشينه ثي (1 سبتمبر 2020). "العوامل الدافعة والمعوقات الكامنة وراء انتشار الطاقة الشمسية الكهروضوئية: حالة فيتنام" . سياسة الطاقة . 144 111561. Bibcode : 2020EnPol.14411561D . doi : 10.1016/j.enpol.2020.111561 . hdl : 1885/206307 . ISSN 0301-4215 . S2CID 225245522 .
- ↑ "لمحة عن أسواق الطاقة الشمسية الكهروضوئية العالمية 2025" (ملف PDF) . الوكالة الدولية للطاقة . أبريل 2021. ص 11. تاريخ الاطلاع: 17 فبراير 2026 .
- 1 2 "لقطة 2020 - IEA-PVPS" . iea-pvps.org . 20 أبريل 2020. تم الاطلاع عليه في 10 مايو 2020 .
- ↑ الطاقة الشمسية الكهروضوئية: تمكين العالم. مؤرشف في ٢٢ أغسطس ٢٠١٢ على موقع Wayback Machine . Epia.org (٢٢ سبتمبر ٢٠١٢). تم الاطلاع عليه في ٣١ مايو ٢٠١٣.
- ↑ هاوجان، إتش جيه؛ إلهامري، إس؛ شمولوفيتش، إف؛ أولريش، بي؛ براون، جي جيه؛ ميتشل، دبليو سي (2008). "دراسة حاملات الخلفية المتبقية في الشبكات الفائقة InAs/GaSb في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة لتشغيل الكاشف غير المبرد". رسائل الفيزياء التطبيقية . 92 (7): 071102. Bibcode : 2008ApPhL..92g1102H . doi : 10.1063/1.2884264 . S2CID 39187771 .
- ↑ "وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية" . www.targray.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أكتوبر 2018 .
- ↑ كوساسيه، فيليكس أوتاما؛ راكوسيفيتش، لوسيا؛ إيرنوتس، توم؛ بورتمنز، جيف؛ دوكاتي، كاترينا (11 ديسمبر 2019). "توصيف خطوط P3 باستخدام المجهر الإلكتروني وتحلل البيروفسكايت الناتج عن الكتابة بالليزر في وحدات الطاقة الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت" . مجلة ACS للمواد والتطبيقات . 11 (49): 45646-45655 . Bibcode : 2019AAMI...1145646K . doi : 10.1021/acsami.9b15520 . PMID: 31663326. S2CID : 204967452 .
- ^ دي جياكومو، فرانشيسكو؛ كاستريوتا، لويجي أ. كوساسيه، فيليكس يو؛ دي جيرولامو، دييغو؛ دوكاتي، كاترينا؛ دي كارلو ، ألدو (20 ديسمبر 2020). "ترقية خلايا البيروفسكايت الشمسية المقلوبة: تحسين الكتابة بالليزر لوحدات صغيرة عالية الكفاءة" . الآلات الدقيقة . 11 (12): 1127. دوى : 10.3390/mi11121127 . بمك 7767295 . بميد 33419276 .
- 1 2 ماتيوتشي، فابيو؛ فيسي، لويجي؛ كوساسيه، فيليكس أوتاما؛ كاستريوتا، لويجي أنجيلو؛ كاكوفيتش، ستيفانيا؛ بالما، أليساندرو لورينزو؛ ديفيتيني، جورجيو؛ دوكاتي، كاترينا؛ دي كارلو، ألدو (17 يوليو 2019). "التصنيع والتوصيف المورفولوجي لوحدات البيروفسكايت الشمسية عالية الكفاءة المطلية بالشفرات" . المواد والواجهات التطبيقية لـ ACS . 11 (28): 25195– 25204. بيب كود : 2019AAMI...1125195M . دوى : 10.1021/acsami.9b05730 . بميد 31268662 . S2CID 206497286 .
- ↑ "الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة" . www.fsec.ucf.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 نوفمبر 2015 .
- ↑ أفضل كفاءة للخلايا البحثية . nrel.gov (16 سبتمبر 2019). تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أكتوبر 2019.
- ↑ إيزنبرغ، د.أ.، يو، م.، لام، س.و.، أوغونسيتان، أ.أ.، وشونونغ، ج.م. (2013). "تقييم مقارن للمواد البديلة للكشف عن مخاطر السمية في دورة حياة الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة من CIGS" . مجلة المواد الخطرة . 260 : 534-542 . Bibcode : 2013JHzM..260..534E . doi : 10.1016/j.jhazmat.2013.06.007 . PMID 23811631. S2CID 26540719 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ كيم، إتش سي، فثيناكيس، في، تشوي، جيه كيه، وتورني، دي إي (2012). "انبعاثات غازات الاحتباس الحراري لدورة حياة توليد الكهرباء باستخدام الخلايا الكهروضوئية الرقيقة" . مجلة علم البيئة الصناعية . 16 : S110– S121. Bibcode : 2012JInEc..16..110K . doi : 10.1111/j.1530-9290.2011.00423.x . S2CID 153386434 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ فيرنر، يورغن هـ.؛ زابف-غوتويك، ر.؛ كوخ، م.؛ فيشر، ك. (2011). المواد السامة في وحدات الخلايا الكهروضوئية . وقائع المؤتمر الدولي الحادي والعشرين لعلوم وهندسة الخلايا الكهروضوئية. المجلد 28. فوكوكا، اليابان.
- 1 2 مانسر، جوزيف س.؛ كريستيانز، جيفري أ.؛ كامات، براشانت ف. (2016). "الخصائص الكهروضوئية المثيرة للاهتمام لبيروفسكايت هاليدات المعادن" . مراجعات كيميائية . 116 (21): 12956-13008 . doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00136 . PMID 27327168 .
- ↑ هامرز، لوريل (26 يوليو 2017). "البيروفسكايت تُعزز صناعة الطاقة الشمسية" . أخبار العلوم .
- ^ كوجيما، أكيهيرو؛ تيشيما، كينجيرو؛ شيراي، ياسو؛ مياساكا ، تسوتومو (6 مايو 2009). “بيروفسكايت الهاليد العضوي كمحسسات للضوء المرئي للخلايا الكهروضوئية”. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 131 (17): 6050–6051 . بيب كود : 2009JAChS.131.6050K . دوى : 10.1021/ja809598r . بميد 19366264 .
- 1 2 "أفضل كفاءات خلايا البحث" (ملف PDF) . المختبر الوطني للطاقة المتجددة . 30 يونيو 2022. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 3 أغسطس 2022. تم الاطلاع عليه في 12 يوليو 2022 .
- ^ مين هانول. لي، دو يون؛ كيم جونو. كيم جويسو. لي، كيونغ سو؛ كيم، جونغبيوم؛ بايك، مين جاي؛ كيم، يونغ كي؛ كيم، كوانغ س.؛ كيم، مين جيو؛ شين، تاي جو؛ إل سيوك ، سانغ (21 أكتوبر 2021). “خلايا البيروفسكايت الشمسية ذات الطبقات البينية المتماسكة ذريًا على أقطاب SnO 2 ”. طبيعة . 598 (7881): 444– 450. بيب كود : 2021Natur.598..444M . دوى : 10.1038/s41586-021-03964-8 . بميد 34671136 .
- ↑ «شركة لونجي تحقق كفاءة بنسبة 34.85% لخلايا شمسية من البيروفسكايت ثنائية الأطراف» . مجلة بي في . 18 أبريل 2025. تاريخ الاطلاع: 16 أكتوبر 2025 .
- ↑ صن، كاي؛ وانغ، يانيان؛ شو، هاويوان؛ تشانغ، جينغ؛ تشو، يوجين؛ هو، زيانغ (2019). "استقرار الخلايا الشمسية البيروفسكيتية على المدى القصير المتأثر بتعديل الواجهة في الموقع". Solar RRL . 3 (9) 1900089. doi : 10.1002/solr.201900089 .
- ^ سيلفاناثان، فيديا؛ السحيمي، نادية الحرتيني؛ محمود زهدي، أحمد وافي؛ بون كار، ياب؛ شيلفاناثان، بوفانيسواران؛ أختار الزمان، ماريلاند؛ كيونج ، تيونج سيه (1 سبتمبر 2025). "استراتيجيات إعادة التدوير للخلايا الشمسية البيروفسكايت الهاليدية الرصاصية: الأساليب الحالية والتحديات والاتجاهات المستقبلية" . مجلة العلوم: المواد والأجهزة المتقدمة . 10 (3) 100969. دوى : 10.1016/j.jsamd.2025.100969 . ردمك 2468-2179 .
- ↑ إيرلي، كاثرين (16 أكتوبر 2025). "البيروفسكايت: المادة المعجزة التي قد تُحدث ثورة في مجال الطاقة الشمسية" . بي بي سي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2025 .
- ↑ جودسون، فلينت (2014). "الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ متعددة الكروموفورات فوق الجزيئية" . مؤرشف من الأصل في 9 ديسمبر 2022.
{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal= - ^ فريتاج، مارينا؛ توشر، جويل. سايجلي، ياسمين؛ تشانغ، شياويو. جيوردانو، فابريزيو؛ ليسكا، بول؛ هوا، جيانلي؛ ذاكر الدين، شيخ م.؛ موسر، جاك E.؛ جراتزل، مايكل. هاغفيلدت، أندرس (17 يونيو 2017). "الخلايا الشمسية الحساسة للصبغة لتوليد الطاقة بكفاءة في ظل الإضاءة المحيطة" . الضوئيات الطبيعة . 11 (6): 372– 378. بيب كود : 2017NaPho..11..372F . دوى : 10.1038/nphoton.2017.60 . S2CID 10780585 – عبر www.nature.com.
- ↑ راغا، سونيا ر.؛ فابريغات-سانتياغو، فرانسيسكو (23 يناير 2013). "تأثيرات درجة الحرارة في الخلايا الشمسية الحساسة للصبغة" . الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الفيزيائية . 15 (7): 2328-2336 . Bibcode : 2013PCCP...15.2328R . doi : 10.1039/C2CP43220J . PMID 23295858 – عبر pubs.rsc.org.
- ^ نيكولايدو، كاترينا. سارانج، سوم؛ غوش ، سايانتاني (2019). “الخلايا الكهروضوئية النانوية”. العقود الآجلة للنانو . 3 (1): 012002. بيب كود : 2019NanoF...3a2002N . دوى : 10.1088/2399-1984/ab02b5 . S2CID 162176556 .
- ^ دوس ريس بيناتو، جيزيل أ. روث، بيرينجر. مادسن، مورتن V.؛ هوسل، ماركوس. سوندرجارد، رور ر.؛ يورجنسن، ميكيل. كريبس، فريدريك سي. (2014). “الكربون: اختيار القطب الكهربائي النهائي للخلايا الشمسية البوليمرية الموزعة على نطاق واسع”. مواد الطاقة المتقدمة . 4 (15) 1400732: غير متاح. بيب كود : 2014AdEnM...400732D . دوى : 10.1002/aenm.201400732 . S2CID 96990654 .
- ↑ لاتانتي، ساندرو (2014). "طبقات نقل الإلكترونات والفجوات: استخدامها في الخلايا الشمسية البوليمرية ذات الوصلة غير المتجانسة المعكوسة" . الإلكترونيات . 3 : 132-164 . doi : 10.3390/electronics3010132 .
- 1 2 كريبس، فريدريك سي؛ يورغنسن، ميكيل (2013). "الخلايا الشمسية البوليمرية والعضوية باعتبارها تقنيات أغشية رقيقة: ما يلزم لنجاحها خارج الأوساط الأكاديمية". مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 119 : 73-76 . Bibcode : 2013SEMSC.119...73K . doi : 10.1016/j.solmat.2013.05.032 .
- ↑ إسبينوزا، نيفيس؛ غارسيا-فالفيردي، رافائيل؛ أوربينا، أنطونيو؛ كريبس، فريدريك سي. (2011). "تحليل دورة حياة وحدات الخلايا الشمسية البوليمرية المُحضّرة باستخدام طرق اللفائف في الظروف المحيطة". مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 95 (5): 1293-1302 . Bibcode : 2011SEMSC..95.1293E . doi : 10.1016/j.solmat.2010.08.020 .
- ↑ إسبينوزا، نيفيس؛ لينزمان، فرانك أو.؛ رايلي، ستيفن؛ أنغم، ديشان؛ هوسيل، ماركوس؛ سوندرغارد، روار ر.؛ هوس، دينيس؛ دافينغر، سيمون؛ غريتش، ستيفان؛ كرون، يان م.؛ يورغنسن، ميكيل؛ كريبس، فريدريك س. (2013). "الخلايا الشمسية العضوية للتطبيقات المحمولة: تقييم للخلايا الشمسية البوليمرية الخالية من الإنديوم والفضة المصنعة بتقنية اللفافة إلى اللفافة من خلال تحليل دورة الحياة والتكلفة وجودة الطبقات باستخدام أدوات الفحص البصري والوظيفي المدمجة" . مجلة كيمياء المواد أ . 1 (24): 7037. Bibcode : 2013JMCA....1.7037E . doi : 10.1039/C3TA01611K .
- ↑ غارسيا-فالفيردي، ر.؛ ميغيل، س.؛ مارتينيز-بيخار، ر.؛ أوربينا، أ. (2009). "دراسة تقييم دورة حياة نظام كهروضوئي مستقل بقدرة 4.2 كيلوواط ذروة ". الطاقة الشمسية . 83 (9): 1434-1445 . Bibcode : 2009SoEn...83.1434G . doi : 10.1016/j.solener.2009.03.012 .
- ↑ باور، توماس (2011). الخلايا الكهروضوئية الحرارية . الطاقة الخضراء والتكنولوجيا. doi : 10.1007/978-3-642-19965-3 . ISBN 978-3-642-19964-6.
- ↑ ناردوتشي، داريو؛ لورينزي، برونو (26 أبريل 2021). "الجدوى الاقتصادية لحصادات الطاقة الشمسية الهجينة الكهروحرارية-الكهروضوئية" . مجلة ACS لمواد الطاقة التطبيقية . 4 (4): 4029-4037 . Bibcode : 2021ACSAE...4.4029N . doi : 10.1021/acsaem.1c00394 . PMC 8159161. PMID 34056555 .
- بنغانم ، م .؛ المشرقي، أ.أ.؛ داف الله، ك.أ. (1 أبريل 2016). "أداء الخلايا الشمسية باستخدام وحدة كهروحرارية في المواقع الحارة" . الطاقة المتجددة . 89 : 51-59 . Bibcode : 2016REne...89...51B . doi : 10.1016/j.renene.2015.12.011 . ISSN 0960-1481 .
- 1 2 تياجي، كريتي؛ غاهتوري، بهاسكر؛ كومار، سوشيل؛ داكاتي، إس آر (1 أبريل 2023). "تطورات في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروحرارية والأنظمة الهجينة الكهروضوئية الكهروحرارية لتوليد الطاقة" . الطاقة الشمسية . 254 : 195-212 . Bibcode : 2023SoEn..254..195T . doi : 10.1016/j.solener.2023.02.051 . ISSN 0038-092X .
- 1 2 3 4 وي، جيانغتاو؛ يانغ، ليانغ ليانغ؛ ما، زهي؛ سونغ، بيشواي؛ تشانغ، مينغليانغ؛ ما، جينغ؛ يانغ، فوهوا؛ وانغ ، شياو دونغ (1 سبتمبر 2020). "مراجعة المواد الكهروحرارية عالية ZT الحالية" . مجلة علوم المواد . 55 (27): 12642– 12704. بيب كود : 2020JMatS..5512642W . دوى : 10.1007/s10853-020-04949-0 . ردمك 1573-4803 .
- ↑ استثمرت شركة جنرال إلكتريك في إحدى أكبر محطات الطاقة الشمسية في العالم، وقامت بتنفيذها . Huliq.com (12 أبريل 2007). تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يونيو 2012.
- ↑ مصنع نبيذ يتحول إلى الطاقة الشمسية باستخدام تقنية "الخلايا الشمسية العائمة" . SFGate (29 مايو 2008). تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مايو 2013.
- ↑ مصنع نبيذ فار نينتي في وادي نابا يُقدّم أول مصفوفة شمسية عائمة على الإطلاق. مؤرشف بتاريخ 16 مارس 2015 في أرشيف الإنترنت . farniente.com
- ↑ رواد صناعة النبيذ في نابا: الطاقة الشمسية العائمة . فوربس (18 أبريل 2012). تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مايو 2013.
- ↑ جيز، جون ف.؛ فرانس، رايان م.؛ شولت، كيفن ل.؛ شتاينر، مايلز أ.؛ نورمان، أندرو ج.؛ جوثري، هارفي ل.؛ يونغ، ماثيو ر.؛ سونغ، تاو؛ موريارتي، توماس (أبريل 2020). "خلايا شمسية من النوع III -V بستة وصلات بكفاءة تحويل 47.1% تحت تركيز إشعاع شمسي يعادل 143 شمسًا" . مجلة نيتشر للطاقة . 5 (4): 326-335 . Bibcode : 2020NatEn...5..326G . doi : 10.1038/s41560-020-0598-5 . ISSN 2058-7546 . OSTI 1659948. S2CID 216289881 .
- ↑ شركة شارب تُطوّر خلية شمسية ذات أعلى كفاءة تحويل في العالم بنسبة 35.8% . موقع Physorg.com. 22 أكتوبر 2009. تاريخ الاطلاع: 3 يونيو 2012.
- ↑ ديب، ساتين ك. (مايو 2000) التطورات الحديثة في الخلايا الكهروضوئية عالية الكفاءة . nrel.gov
- ↑ يو، ج.؛ تشنغ، ي.؛ هوانغ، ج. (2014). "نحو خلايا ضوئية عضوية عالية الأداء: مراجعة للتطورات الحديثة في مجال الخلايا الضوئية العضوية" . بوليمرات . 6 (9): 2473-2509 . Bibcode : 2014Polys...6.2473Y . doi : 10.3390/polym6092473 .
- ↑ صن، واي؛ ويلش، جي سي؛ ليونغ، دبليو إل؛ تاكاكس، سي جيه؛ بازان، جي سي؛ هيغر، إيه جيه (2011). "خلايا شمسية جزيئية صغيرة مُعالجة بالمحلول بكفاءة 6.7%". نيتشر ماتيريالز . 11 (1): 44-48 . Bibcode : 2012NatMa..11...44S . doi : 10.1038/nmat3160 . PMID 22057387 .
- ↑ حققت جامعة EPFL كفاءة بنسبة 21% في إنتاج البيروفسكايت. مؤرشف في 4 فبراير 2016 على موقع Wayback Machine . dyesol.com (8 ديسمبر 2015)
- ↑ سانت جون، جيف (23 أغسطس 2012) الإلكترونيات الشمسية، وتكامل الألواح، وتحدي الجدوى الاقتصادية . greentechmedia.com
- ↑ خلايا شمسية ذاتية التبريد . سي إن إن . ١٨ سبتمبر ٢٠١٤
- 1 2 سميل، فاكلاف (2006) الطاقة على مفترق الطرق . oecd.org. تم الاطلاع عليه في 3 يونيو 2012.
- ↑ الطاقة المتجددة: هل يكمن المستقبل في الطاقة النووية؟ مؤرشف في 16 يناير 2014 على موقع Wayback Machine. البروفيسور جوردون أوبريشت (جامعة ولاية أوهايو في ماريون)، TEDxColumbus، المبتكرون - 18 أكتوبر 2012
- ↑ «دراسة: تلوث الهواء يتسبب في 200 ألف حالة وفاة مبكرة سنوياً في الولايات المتحدة» . News.mit.edu . 29 أغسطس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 ديسمبر 2017 .
- ↑ «بإمكان الولايات المتحدة منع الكثير من الوفيات بالتحول من الفحم إلى الطاقة الشمسية» . يو إس إيه توداي . تاريخ الاطلاع: 30 ديسمبر 2017 .
- ↑ عدد الأرواح التي يُحتمل إنقاذها باستبدال الفحم بإنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الولايات المتحدة. مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة 80 (2017)، ص 710-715. الوصول المفتوح
- ↑ نيوولار، إيفرت وألسيما، إريك. الجوانب البيئية لأنظمة الطاقة الكهروضوئية. مؤرشف في 18 مايو 2013 على موقع Wayback Machine . ورشة عمل IEA PVPS Task 1، 25-27 يونيو 1997، أوتريخت، هولندا
- ↑ ماكدونالد، ن. س.؛ بيرس، ج. م. (2010). "مسؤولية المنتج وإعادة تدوير وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية" (ملف PDF) . سياسة الطاقة . 38 (11): 7041-7047 . Bibcode : 2010EnPol..38.7041M . doi : 10.1016/j.enpol.2010.07.023 .
- ↑ "ما هو العمر الافتراضي للألواح الشمسية المنزلية؟" . مجلة الطاقة الشمسية الدولية . 23 يوليو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 ديسمبر 2024 .
- ↑ "مزارع الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة تتقادم. هل حان الوقت للبدء في إعادة تأهيلها؟" . موقع يوتيليتي دايف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 ديسمبر 2024 .
- ↑ بيليني، إميليانو (10 مارس 2026). "أول محاولة لبناء وحدات شمسية باستخدام مادة تغليف من البولي كربونات" . مجلة الطاقة الشمسية الدولية .
- ↑ عبد الله، جهانجير؛ جيفانز، جوشوا؛ بيرس، جوشوا م. (18 مارس 2026). "إنتاج مفتوح المصدر وموزع لوحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من البولي كربونات والمصممة للتفكيك" . مجلة الإنتاج الأنظف . 551 147931. Bibcode : 2026JCPro.55147931A . doi : 10.1016/j.jclepro.2026.147931 .
- ↑ برنامج تكنولوجيا تغير المناخ الأمريكي - تقنيات النقل والتوزيع . مؤرشف بتاريخ 27 سبتمبر 2007 في أرشيف الإنترنت (ملف PDF). تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يونيو 2012.
- ↑ فراونهوفر: خلايا شمسية متعددة الوصلات بكفاءة 41.1% . renewableenergyfocus.com (28 يناير 2009).
- ↑ دراسة تتوقع أن تصبح الطاقة الشمسية قادرة على المنافسة من حيث التكلفة في أوروبا بحلول عام 2015. معلومات عن الخلايا الشمسية (16 أكتوبر 2007). تم الاطلاع عليها في 3 يونيو 2012.
- ↑ "تمويل الطاقة الشمسية الأول في بيركلي - مدينة بيركلي، كاليفورنيا" . cityofberkeley.info . مؤرشف من الأصل في 2 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2009 .
- ↑ بوابة DSIRE للطاقة الشمسية، مؤرشفة في 9 مارس 2012 على موقع Wayback Machine . Dsireusa.org (4 أبريل 2011). تم الاطلاع عليها في 3 يونيو 2012.
- ↑ ميلر، ويندي؛ ليو، آرون؛ أمين، زكريا؛ فاغنر، أندرياس (2018). "جودة الطاقة والمنازل التي تستخدم الطاقة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المنازل: دراسة للبيانات المقاسة عند نقطة توصيل المستهلك" . الاستدامة . 10 (4): 1224. Bibcode : 2018Sust...10.1224M . doi : 10.3390/su10041224 .
للمزيد من القراءة
- "أساسيات الخلايا الكهروضوئية" . MIT OpenCourseWare.
- الخلايا الكهروضوئية
- الكيمياء الكمية
- الكيمياء الكهربائية
- تحويل الطاقة
- الإلكترونيات الضوئية

