دراسة الخصائص الكهربائية والحرارية للخلايا الفولط ضوئية باستخدام لغة النمذجة VHDL-AMS

الملخص

أصبحت الخلايا الفولط ضوئية مستخدمة بشكل كبير في مجال الصناعة, نتيجة لعدة أسباب كأداء مكونات النظام الفولط ضوئي الجيد، والإنتاج الصناعي الكبير للخلايا الفولط ضوئية، والتكلفة المنخفضة. تقوم الأجهزة الفولط ضوئية أو الخلايا الشمسية بتحويل طاقة الإشعاع الشمسي الواردة إلى طاقة كهربائية. تُمتص الفوتونات الواردة لتنتج حوامل شحنة ضوئياً تعبر الحمل الخارجي لتقوم بعمل كهربائي. تغطي تطبيقات الأجهزة الفولط ضوئية مجالاً واسعاً بدءاً من الآلات الحاسبة بخلية شمسية تُستخدم لأقل من ميلي واط إلى محطات الطاقة المركزية المولدة للطاقة الفولط ضوئية بعدة ميغاواط.

تساهم دراسة الخصائص الكهربائية والحرارية للخلايا الفولط ضوئية في توسيع خيارات التصميم وتطوير تكنولوجيا الخلايا الفولط ضوئية. سوف نقوم بهذا البحث بدراسة الخصائص الكهربائية والحرارية اعتماداً على لغة النمذجة VHDL-AMS التي اثبتت فعاليتها في مجال نمذجة نظم الطاقة ومنها الطاقة الكهربائية، وستكون دراستنا مقتصرة على الخلايا الفولط ضوئية السيلكونية.

Photovoltage is rapidly becoming a mature industry as the performance of photovoltaic system components and the leverage of large-scale industrial production steadily decrease costs.

Photovoltaic devices or solar cells convert the incoming solar  radiation energy into electrical energy. Incoming photons are absorbed to photogenerate charge carriers that pass through an external load to do electrical work. Photovoltaic device applications cover a wider range from small consumer electronics, such as a solar cell calculator using less than some milliwatts, to photovoltaic power generation by a central power plant (generating some megawatts).

In this paper, we study the electrical and thermal characteristics of the photovoltaic cell based on the VHDL-AMS modelling language; we select the silicon solar cell as a case study.