الألواح الشمسية هي جهاز يقوم بتحويل طاقة الإشعاع الشمسي بشكل مباشر أو غير مباشر إلى طاقة كهربائية من خلال التأثير الكهروضوئي أو التأثير الكيميائي الضوئي عن طريق امتصاص أشعة الشمس. المادة الرئيسية لمعظم الألواح الشمسية هي "السيليكون"، ولكن بسبب ارتفاع تكلفة الإنتاج، لا يزال استخدامه على نطاق واسع له قيود معينة.

بالمقارنة مع البطاريات العادية والبطاريات القابلة لإعادة الشحن، تنتمي الخلايا الشمسية إلى المزيد من توفير الطاقة وحماية البيئة من المنتجات الخضراء.

في الوقت الحاضر، تعد مواد السيليكون البلورية (بما في ذلك السيليكون متعدد البلورات والسيليكون أحادي البلورية) من أهم المواد الكهروضوئية، حيث تبلغ حصتها في السوق أكثر من 90٪، وستظل المواد الرئيسية للخلايا الشمسية لفترة طويلة من الزمن في المستقبل. لفترة طويلة، كانت تكنولوجيا إنتاج مواد البولي سيليكون في أيدي 10 مصانع تابعة لـ 7 شركات في 3 دول، مثل الولايات المتحدة واليابان وألمانيا، مما يشكل حالة من الحصار التكنولوجي واحتكار السوق. ويأتي الطلب على البولي سيليكون بشكل رئيسي من أشباه الموصلات والخلايا الشمسية. وفقًا لمتطلبات النقاء المختلفة، مقسمة إلى مستويات الطاقة الإلكترونية والشمسية. مع التطور السريع لصناعة الخلايا الكهروضوئية، ينمو الطلب على البولي سيليكون الشمسي للخلايا الشمسية بشكل أسرع من الطلب على البولي سيليكون أشباه الموصلات، ومن المتوقع أن الطلب على البولي سيليكون الشمسي سوف يتجاوز الطلب على البولي سيليكون الإلكتروني بحلول عام 2008. وقد ارتفع إجمالي إنتاج الخلايا الشمسية في العالم من 69 ميجاوات في عام 1994 إلى ما يقرب من 1200 ميجاوات في عام 2004، أي بزيادة قدرها 17 ضعفًا في 10 سنوات فقط.

ألواح السيليكون الكريستالية: الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات، والخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات.

ألواح السيليكون غير المتبلورة: خلايا شمسية رقيقة، خلايا شمسية عضوية.

ألواح الصبغة الكيميائية: الخلايا الشمسية الحساسة للصبغ.

خلية شمسية مرنة

السيليكون أحادي البلورية

تتمتع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورية بكفاءة تحويل تبلغ حوالي 18%، وتصل إلى 24%، وهي أعلى نسبة من أي نوع من الخلايا الشمسية، ولكنها مكلفة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها على نطاق واسع. راتينج مقاوم للماء، قوي ومتين، مع عمر خدمة يصل إلى 25 عامًا.

البولي سيليكون

تشبه عملية تصنيع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات عملية الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات، لكن كفاءة التحويل الكهروضوئي للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات أقل بكثير، وتبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي حوالي 16٪. ومن حيث تكلفة الإنتاج، فهي أرخص من الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات، والمواد سهلة التصنيع، مما يوفر استهلاك الطاقة، كما أن تكلفة الإنتاج الإجمالية أقل، لذلك تم تطويرها بكميات كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات بعمر أقصر من الخلايا الشمسية أحادية البلورات. الخلايا الشمسية السليكونية. الخلايا الشمسية السليكونية أحادية البلورية أفضل قليلاً من حيث التكلفة والأداء.

السيليكون غير المتبلور

الخلية الشمسية السيليكونية غير المتبلورة هي نوع جديد من الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة التي ظهرت في عام 1976. وهي مختلفة تمامًا عن طريقة إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات والخلايا الشمسية متعددة البلورات. تم تبسيط العملية إلى حد كبير، واستهلاك مادة السيليكون أقل، واستهلاك الطاقة أقل. ومع ذلك، فإن المشكلة الرئيسية للخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة هي أن كفاءة التحويل الكهروضوئي منخفضة. المستوى المتقدم الدولي حوالي 10% وهو غير مستقر. مع مرور الوقت، تقل كفاءة التحويل.