التطورات في تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية: المبادئ، الأداء، وإمكانات التصنيع في ليبيا
DOI:
https://doi.org/10.65419/albahit.v4i2.83الكلمات المفتاحية:
الخلايا الكهروضوئية، أنظمة الطاقة المتجددة، الطاقة الكهربائية، التقنيات الناشئة، تحسين الكفاءةالملخص
تُعد الخلايا الكهروضوئية (PV) مكونات أساسية في أنظمة الطاقة المتجددة، حيث تُحوّل الطاقة الشمسية مباشرةً إلى طاقة كهربائية من خلال التأثير الكهروضوئي. تُقدم هذه المخطوطة استكشافًا شاملاً لمبادئ عمل الخلايا الكهروضوئية وخصائصها المادية وخصائص أدائها. بدءًا من الفيزياء الأساسية للتأثير الكهروضوئي، نناقش آليات تشغيل أنواع مختلفة من الخلايا الكهروضوئية، بما في ذلك الخلايا القائمة على السيليكون، والخلايا ذات الأغشية الرقيقة، والتقنيات الناشئة. يتم تحليل خصائص الأداء الرئيسية، مثل الكفاءة، وجهد الدائرة المفتوحة، وتيار الدائرة القصيرة، وعامل التعبئة، والاستجابة الطيفية، إلى جانب العوامل المؤثرة على الأداء، بما في ذلك خصائص المواد، ودرجة الحرارة، والإشعاع. كما تتناول المخطوطة التطورات في تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية والتحديات التي تواجه تحسين الكفاءة وقابلية التوسع، مقدمةً رؤىً ثاقبة لمستقبل الطاقة الشمسية.
المراجع
[1] N. M. Manousakis, P. S. Karagiannopoulos, G. J. Tsekouras, and F. D. Kanellos, “Integration of Renewable Energy and Electric Vehicles in Power Systems: A Review,” Processes, vol. 11, no. 5, p. 1544, May 2023, doi: 10.3390/pr11051544.
[2] Y. Nassar et al., “Simulating the Energy, Economic and Environmental Performance of Concentrating Solar Power Technologies Using SAM,” Sol. Energy Sustain. Dev. J., vol. 12, no. 2, pp. 4–23, Sep. 2023, doi: 10.51646/jsesd.v12i2.153.
[3] A. T. Dahiru, C. W. Tan, A. L. Bukar, and K. Yiew Lau, “Energy cost reduction in residential nanogrid under constraints of renewable energy, customer demand fitness and binary battery operations,” J. Energy Storage, vol. 39, no. February, p. 102520, 2021, doi: 10.1016/j.est.2021.102520.
[4] International Energy Agency (IEA), “Libya Renewable Energy Strategic Plan 2013-2025,” IEA. Accessed: Nov. 18, 2025. [Online]. Available: https://www.iea.org/policies/5908-libya-renewable-energy-strategic-plan-2013-2025
[5] A. Alsharif et al., “Impact of Electric Vehicle on Residential Power Distribution Considering Energy Management Strategy and Stochastic Monte Carlo Algorithm,” Energies, vol. 16, no. 3, p. 1358, Jan. 2023, doi: 10.3390/en16031358.
[6] U. Dharmalingam and V. Arumugam, “Optimal energy management in EVCS and distribution system considering QoS using hybrid technique,” Artif. Intell. Rev., no. 0123456789, 2023, doi: 10.1007/s10462-023-10458-8.
[7] A. O. M. Maka, S. Salem, and M. Mehmood, “Solar photovoltaic (PV) applications in Libya: Challenges, potential, opportunities and future perspectives,” Clean. Eng. Technol., vol. 5, p. 100267, 2021, doi: 10.1016/j.clet.2021.100267.
[8] Ahmed Moh A Al Smin, Alkbir Munir Faraj Almabrouk, Sairul Izwan Safie, Mohd Al Fatihhi Mohd Szali Januddi, Mohd Fahmi Hussin, and Abdulgader Alsharif, “Enhancing solar hybrid system efficiency in Libya through PSO & flower pollination optimization,” Prog. Energy Environ., vol. 27, no. 1, pp. 23–31, Jan. 2024, doi: 10.37934/progee.27.1.2331.
[9] A. Alsharif, C. W. Tan, R. Ayop, A. Ali Ahmed, M. Mohamed Khaleel, and A. K. Abobaker, “Power Management and Sizing Optimization for Hybrid Grid-Dependent System Considering Photovoltaic Wind Battery Electric Vehicle,” in 2022 IEEE 2nd International Maghreb Meeting of the Conference on Sciences and Techniques of Automatic Control and Computer Engineering (MI-STA), IEEE, May 2022, pp. 645–649. doi: 10.1109/MI-STA54861.2022.9837749.
[10] A. Alsharif and Aisha Douma; Abdussalam Ali Ahmed; Abdulgader Alsharif; Mohamed Belrzaeg, “Application of Artificial Neural Networks Technology for Handwritten Arabic Letters Recognition,” Int. J. Emerg. Trends Eng. Res., vol. 10, no. 2, pp. 123–127, Feb. 2022, doi: 10.30534/ijeter/2022/161022022.
[11] A. A. Teyabeen, N. B. Elhatmi, A. A. Essnid, and F. Mohamed, “Estimation of monthly global solar radiation over twelve major cities of Libya,” Energy Built Environ., vol. 5, no. 1, pp. 46–57, Feb. 2024, doi: 10.1016/j.enbenv.2022.07.006.
[12] K. H. Alshoshan, W. B. El-Osta, Y. M. Kahlifa, and I. M. Saleh, “Feasibility Study of Zero Energy Houses: Case Study of Magrun City - Libya,” Sol. Energy Sustain. Dev. J., vol. 7, no. 2, Feb. 2021, doi: 10.51646/jsesd.v7i2.74.
[13] A. O. M. Maka and T. S. O’Donovan, “Effect of thermal load on performance parameters of solar concentrating photovoltaic: High-efficiency solar cells,” Energy Built Environ., no. January, 2021, doi: 10.1016/j.enbenv.2021.01.004.
[14] G. R. Prudhvi Kumar, D. Sattianadan, and K. Vijayakumar, “A survey on power management strategies of hybrid energy systems in microgrid,” Int. J. Electr. Comput. Eng., vol. 10, no. 2, p. 1667, Apr. 2020, doi: 10.11591/ijece.v10i2.pp1667-1673.
[15] M. M. Khaleel, T. Mohamed Ghandoori, A. Ali Ahmed, A. Alsharif, A. J. Ahmed Alnagrat, and A. Ali Abulifa, “Impact of Mechanical Storage System Technologies: A Powerful Combination to Empowered the Electrical Grids Application,” in 2022 IEEE 2nd International Maghreb Meeting of the Conference on Sciences and Techniques of Automatic Control and Computer Engineering (MI-STA), IEEE, May 2022, pp. 628–636. doi: 10.1109/MI-STA54861.2022.9837670.
[16] Y. Kassem, H. Çamur, and R. A. F. Aateg, “Exploring Solar and Wind Energy as a Power Generation Source for Solving the Electricity Crisis in Libya,” Energies, vol. 13, no. 14, p. 3708, Jul. 2020, doi: 10.3390/en13143708.
[17] G. Makrides, B. Zinsser, M. Norton, G. E. Georghiou, M. Schubert, and J. H. Werner, “Potential of photovoltaic systems in countries with high solar irradiation,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 14, no. 2, pp. 754–762, 2010, doi: 10.1016/j.rser.2009.07.021.
[18] S. Kianifard, M. Zamen, and A. A. Nejad, “Modeling, designing and fabrication of a novel PV/T cooling system using half pipe,” J. Clean. Prod., vol. 253, p. 119972, 2020, doi: 10.1016/j.jclepro.2020.119972.Taha Muftah Abuali, & Abdussalam Ali Ahmed. (2025). Performance
[19] Abuali, T. M., & Ahmed, A. A. (2025). Performance Evaluation and Experimental Optimization of a Hybrid Solar–Wind Energy System under Variable Climatic Conditions. مجلة الأكاديمية الليبية بني وليد, 22-38.
[20] Ali, T. M. A., Ahmed, A. A., & Almajdoub, A. (2025). A comprehensive review of solar energy technologies: from photovoltaics to concentrated solar power. African Journal of Academic Publishing in Science and Technology (AJAPST), 1-10.
