Thin-Film Solar Cells

1. Thin-Film Solar Cells
‫وتقديم‬ ‫أعداد‬
‫أ‬
.
‫م‬
.
‫عبود‬ ‫هاشم‬ ‫لؤي‬
‫م‬
.
‫د‬
.
‫الخاقاني‬ ‫حاكم‬ ‫أمير‬

2. ‫الخلية‬
‫الشمسية‬
‫ذات‬
‫األغشية‬
‫الرقيقة‬
‫هي‬
‫عبارة‬
‫عن‬
‫خلية‬
‫شمسية‬
‫من‬
‫الجيل‬
‫الثاني‬
‫يتم‬
‫تصنيعها‬
‫عن‬
‫طريق‬
‫ترسيب‬
‫طبقة‬
‫رقيقة‬
‫واحدة‬
‫أو‬
‫أكثر‬
،
‫أو‬
‫طبقة‬
‫رقيقة‬
‫من‬
‫المواد‬
‫الضوئية‬
‫على‬
‫ركيزة‬
،
‫مثل‬
‫الزجاج‬
‫أو‬
‫البالستيك‬
‫أو‬
‫المعدن‬
.
‫ي‬
‫تم‬
‫استخدام‬
‫الخاليا‬
‫الشمسية‬
‫ذات‬
‫األغشية‬
‫الرقيقة‬
‫بشكل‬
‫تجاري‬
‫في‬
‫العديد‬
‫من‬
‫التقنيات‬
،
‫بما‬
‫في‬
‫ذلك‬
‫تيلوريد‬
‫الكا‬
‫دميوم‬
(
CdTe)
،
‫و‬
diselenide
‫غاليوم‬
‫اإلنديوم‬
‫النحاسي‬
(
CIGS)
،
‫والسيليكون‬
‫الرقيق‬
‫غير‬
‫المتبلور‬
(
‫أي‬
‫سي‬
،
TF-Si).
‫تتراوح‬
‫سماكة‬
‫الفيلم‬
‫من‬
‫بضع‬
‫نانومترات‬
nm
‫إلى‬
‫عشرات‬
‫من‬
‫الميكرومترات‬
µ
m
،
‫وهي‬
‫تقنية‬
‫أرق‬
‫بكثير‬
‫من‬
‫التقنية‬
‫المتنافسة‬
‫لألغشية‬
‫الرقيقة‬
،
‫وهي‬
‫الخلية‬
‫الشمسية‬
‫التقليدية‬
‫المتقنة‬
‫من‬
‫الجيل‬
‫األول‬
c-Si
،
‫والتي‬
‫تستخدم‬
‫رقائق‬
‫تصل‬
‫إلى‬
200
‫ميكرون‬
.
‫هذا‬
‫يسمح‬
‫لخاليا‬
‫الفيلم‬
‫الرقيقة‬
‫أن‬
‫تكون‬
‫مرنة‬
،
‫وخفض‬
‫الوزن‬
.
‫يتم‬
‫استخدامه‬
‫في‬
‫بناء‬
‫الخالي‬
‫ا‬
‫الكهروضوئية‬
‫المتكاملة‬
‫وكمادة‬
‫شبه‬
‫زجاجية‬
‫فوتوضوئية‬
‫يمكن‬
‫لصقها‬
‫على‬
‫النوافذ‬
.
‫تستخدم‬
‫التطبيقات‬
‫التجارية‬
‫األخ‬
‫رى‬
‫األلواح‬
‫الشمسية‬
‫لألغشية‬
‫الرقيقة‬
‫الصلبة‬
(
‫المحصورة‬
‫بين‬
‫طبقتين‬
‫من‬
‫الزجاج‬
)
‫في‬
‫بعض‬
‫أكبر‬
‫محطات‬
‫الطاقة‬
‫الكهروضوئ‬
‫ية‬
‫في‬
‫العالم‬
.

3. 7.1% efficient co-electroplated Cu2ZnSnS4 thin film
solar cells with sputtered CdS buffer layers

4. Examples of thin-
film solar cells
structures: (a)
amorphous silicon,
(b) cadmium
telluride, and (c)
copper indium
gallium diselenide

5. ‫لطالما‬
‫كانت‬
‫تكنولوجيا‬
‫األغشية‬
‫الرقيقة‬
‫أرخص‬
‫ولكن‬
‫أقل‬
‫كفاءة‬
‫من‬
‫تقنية‬
‫السي‬
‫سي‬
‫التقليدية‬
.
‫ومع‬
‫ذلك‬
،
‫فقد‬
‫تحسنت‬
‫بشكل‬
‫ملحوظ‬
‫على‬
‫مر‬
‫السنين‬
.
‫إن‬
‫كفاءة‬
‫الخاليا‬
‫المعملية‬
‫للـ‬
CdT
‫و‬
CIGS
‫تتجاوز‬
‫اآلن‬
21
‫في‬
‫المائة‬
،
‫متفوقة‬
‫بذلك‬
‫على‬
‫السيليكون‬
‫متعدد‬
‫البلورات‬
،
‫المادة‬
‫المهيمنة‬
‫المستخدمة‬
ً
‫حاليا‬
‫في‬
‫معظم‬
‫األنظمة‬
‫الكهروضوئية‬
‫الشمس‬
‫ية‬
.
23،24
‫اختبار‬
‫العمر‬
‫المعجل‬
‫لوحدات‬
‫الغشاء‬
‫الرقيق‬
‫تحت‬
‫ظروف‬
‫المختبر‬
‫يقاس‬
‫بتدهور‬
‫أسرع‬
‫إلى‬
‫حد‬
‫ما‬
‫بالمقارنة‬
‫م‬
‫ع‬
PV
‫التقليدية‬
،
‫في‬
‫حين‬
‫من‬
‫المتوقع‬
‫عموما‬
‫عمر‬
20
‫عاما‬
‫أو‬
‫أكثر‬
.
‫وعلى‬
‫الرغم‬
‫من‬
‫هذه‬
‫التحسينات‬
،
‫لم‬
‫تصل‬
‫حصة‬
‫السوق‬
‫من‬
‫األغشية‬
‫الرقيقة‬
‫إلى‬
‫أكثر‬
‫من‬
20
‫في‬
‫المائة‬
‫في‬
‫العقدين‬
‫األخيرين‬
،
‫وقد‬
‫تراجعت‬
‫في‬
‫السنوات‬
‫األخيرة‬
‫إلى‬
‫حوا‬
‫لي‬
9
‫في‬
‫المائة‬
‫من‬
‫المنشآت‬
‫الكهروضوئية‬
‫في‬
‫جميع‬
‫أنحاء‬
‫العالم‬
‫في‬
‫عام‬
2013
.
18:19
‫ا‬‫غالب‬
‫ما‬
‫ف‬َّ‫ن‬‫ص‬ُ‫ت‬
‫تقنيات‬
‫أخرى‬
‫لألغشية‬
‫الرقيقة‬
‫ال‬
‫تزال‬
‫في‬
‫مرحلة‬
‫مبكرة‬
‫من‬
‫األبحاث‬
‫الجارية‬
‫أو‬
‫محدودة‬
‫التوافر‬
‫التجاري‬
‫كخاليا‬
‫فوتوض‬
‫وئية‬
‫ناشئة‬
‫أو‬
‫الجيل‬
‫الثالث‬
،
‫وتشمل‬
‫الخاليا‬
‫الشمسية‬
‫العضوية‬
‫والمتحسنة‬
‫الصبغية‬
‫والبوليمر‬
،
ً
‫فضال‬
‫عن‬
‫نقطة‬
‫ال‬
‫كم‬
‫والنحاس‬
.
‫الزنك‬
‫كبريتيد‬
‫القصدير‬
،
nanocrystal
،
micromorph
،
‫والخاليا‬
‫الشمسية‬
perovskite

6. ‫وصل‬
‫العصر‬
‫الحديث‬
‫لتكنولوجيا‬
‫األجهزة‬
‫الكهروضوئية‬
‫إلى‬
‫عام‬
‫اليوبيل‬
‫الذهبي‬
‫في‬
‫عام‬
2003
‫منذ‬
‫اكتشاف‬
‫جهاز‬
‫تقاطع‬
p-n Si
‫الكهروضوئية‬
PV2
‫تم‬
‫اإلبالغ‬
‫عنه‬
‫في‬
‫عام‬
1954
،
‫العلم‬
‫والتكنولوجيا‬
‫شهدت‬
‫األجهزة‬
‫الكهروضوئية‬
(
‫الخاليا‬
‫الشمسية‬
)
‫وأنظمتها‬
‫تطورات‬
‫ثورية‬
.
‫اليوم‬
‫األفضل‬
‫بلغت‬
‫كفاءة‬
‫الخاليا‬
‫الشمسية‬
‫أحادية‬
‫البلورة‬
Si 24 7
٪
،
‫مقارنة‬
‫بالقيمة‬
‫القصوى‬
‫النظرية‬
30
٪
‫بلغ‬
‫إنتاج‬
‫الخاليا‬
‫الشمسية‬
‫على‬
‫نطاق‬
‫واسع‬
‫خالل‬
‫عام‬
2002
‫في‬
‫جميع‬
‫أنحاء‬
‫العالم‬
3
‫أكثر‬
‫من‬
500
‫ميجاوات‬
40
٪
‫من‬
‫الكريستال‬
‫األحادي‬
Si
‫و‬
51
٪
‫من‬
‫خاليا‬
Si
‫متعددة‬
‫البلورات‬
‫وحوالي‬
8
٪
‫على‬
‫أساس‬
‫األغشية‬
‫الرقيقة‬
‫غير‬
‫المتبلورة‬
‫الخاليا‬
‫الشمسية‬
Si.
‫بشكل‬
‫تراكمي‬
،
‫يتم‬
‫استخدام‬
‫حوالي‬
2
‫جيجاواط‬
‫من‬
‫الخاليا‬
‫الشمسية‬
‫في‬
‫جميع‬
‫أنحاء‬
‫العالم‬
‫في‬
‫مجموعة‬
‫متنوعة‬
‫من‬
‫التطبيقات‬
،
‫تتراوح‬
‫من‬
‫عدة‬
‫محطات‬
‫طاقة‬
‫قائمة‬
‫بذاتها‬
/
‫متصلة‬
‫بالشبكة‬
‫إلى‬
‫عدة‬
‫ميجاوات‬
‫إلكترونية‬
‫منخفضة‬
‫الطاقة‬

7. Manufacturing cost
and production
capacity projections
for thin-film and non-
thin-film modules
based on the data
available in year 2001

8. Video Fabrication of thin-film silicon (a-Si) solar cell by Plasma enhanced chemical
vapour deposition PECVD
https://www.youtube.com/watch?v=wBNxQF8rvW4

9. Thank You