ডার্ক কারেন্ট, রিভার্স কারেন্ট এবং লিকেজ কারেন্টের মধ্যে পার্থক্য

সোলার সেলের ভেতরে বিভিন্ন ধরনের কারেন্ট থাকে, যেমন ডার্ক কারেন্ট, রিভার্স কারেন্ট এবং লিকেজ কারেন্ট। এই কারেন্টগুলো সোলার মডিউলের পাওয়ার আউটপুটের উপর বিভিন্ন মাত্রার প্রভাব ফেলে। এই কারেন্টগুলোর বৈশিষ্ট্যগুলো আলাদাভাবে চিহ্নিত করতে পারলে মডিউলের অস্বাভাবিক পাওয়ার আউটপুটের কারণ শনাক্ত করা যায়, যা সমস্যাগুলোর পুঙ্খানুপুঙ্খ সমাধানে সহায়তা করে।

অন্ধকার স্রোত
সংজ্ঞা
ডার্ক কারেন্ট, যা আলোবিহীন অবস্থায় রিভার্স স্যাচুরেশন কারেন্ট নামেও পরিচিত, বলতে একটি পিএন জংশনে রিভার্স বায়াস অবস্থায় উৎপন্ন বিপরীত ডিসি কারেন্টকে বোঝায়, যখন কোনো আপতিত আলো থাকে না। এটি সাধারণত ডিভাইসের পৃষ্ঠে ও অভ্যন্তরে ক্যারিয়ার ডিফিউশন বা ত্রুটি, এবং সেইসাথে ক্ষতিকারক অপদ্রব্যের কারণে ঘটে থাকে।
গঠন
(1)।ব্যাপন প্রক্রিয়া:একটি PN জংশনের ভিতরে N-অঞ্চলে বেশি ইলেকট্রন এবং P-অঞ্চলে বেশি হোল থাকে। ঘনত্বের এই পার্থক্যের কারণে, N-অঞ্চলের ইলেকট্রনগুলো P-অঞ্চলের দিকে এবং P-অঞ্চলের হোলগুলো N-অঞ্চলের দিকে ব্যাপিত হয়। যদিও PN জংশনের অন্তর্নির্মিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এই ব্যাপনকে প্রতিরোধ করে, তবুও একটি গতিশীল সাম্যাবস্থা অর্জিত না হওয়া পর্যন্ত এটি ঘটতে থাকে এবং একটি ব্যাপন প্রবাহ (diffusion current) গঠন করে।
(2)।ত্রুটি এবং অশুদ্ধতা:যখন ডিভাইসের পৃষ্ঠে বা অভ্যন্তরে ত্রুটি থাকে, তখন সেগুলো পুনঃসংযোজন কেন্দ্র হিসেবে কাজ করে, ইলেকট্রন ও হোলকে আবদ্ধ করে এবং পুনঃসংযোজনকে সহজতর করে। ক্ষতিকর অপদ্রব্যও একই ধরনের ভূমিকা পালন করে, যা ডার্ক কারেন্ট তৈরিতে অবদান রাখে।

প্রভাব
সিলিকন ওয়েফার বাছাই করার সময় প্রায়শই ডার্ক কারেন্ট বিবেচনা করা হয়। অতিরিক্ত ডার্ক কারেন্ট ওয়েফারের নিম্নমান নির্দেশ করে, যেমন—অনেক সারফেস স্টেট, অসংখ্য ল্যাটিস ত্রুটি, ক্ষতিকর অপদ্রব্য অথবা অত্যধিক উচ্চ ডোপিং ঘনত্ব। এই ধরনের ওয়েফার থেকে তৈরি সোলার সেলগুলিতে সাধারণত মাইনরিটি ক্যারিয়ারের জীবনকাল কম থাকে, যা সরাসরি কম রূপান্তর দক্ষতার কারণ হয়।

সৌর কোষে ডার্ক কারেন্ট
সাধারণ ডায়োডে, ডার্ক কারেন্ট হলো রিভার্স স্যাচুরেশন কারেন্ট। কিন্তু সোলার সেলের ক্ষেত্রে, ডার্ক কারেন্টের মধ্যে রিভার্স স্যাচুরেশন কারেন্ট, থিন-লেয়ার লিকেজ কারেন্ট এবং বাল্ক লিকেজ কারেন্ট অন্তর্ভুক্ত থাকে।

বিপরীত স্যাচুরেশন কারেন্ট
সংজ্ঞা
বিপরীত স্যাচুরেশন কারেন্ট বলতে একটি PN জংশনে বিপরীত বায়াস প্রয়োগ করার ফলে সৃষ্ট কারেন্টকে বোঝায়। বিপরীত ভোল্টেজ ডিপ্লেশন লেয়ারকে প্রসারিত করে, যার ফলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং ইলেকট্রনের বিভব শক্তি বৃদ্ধি পায়। এর ফলে মেজরিটি ক্যারিয়ারের পক্ষে বাধা অতিক্রম করা কঠিন হয়ে পড়ে, যা ডিফিউশন কারেন্টকে প্রায় শূন্যে নামিয়ে আনে।

গঠন
১. ড্রিফট কারেন্ট: বর্ধিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে N এবং P অঞ্চলের মাইনরিটি ক্যারিয়ারগুলোর পক্ষে ড্রিফট করা সহজ হয়, যার ফলে একটি বিপরীত কারেন্ট তৈরি হয়।
২. তাপমাত্রা নির্ভরতা: যেহেতু সংখ্যালঘু বাহকগুলি তাপীয়ভাবে উৎপন্ন হয়, তাই একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় এদের সংখ্যা স্থির থাকে এবং বিপরীত প্রবাহও স্থির থাকে।

লিকেজ কারেন্ট
সংজ্ঞা
সৌর কোষকে তিনটি অঞ্চলে বিভক্ত করা যায়: পাতলা স্তর (এন-অঞ্চল), ক্ষয় স্তর (পিএন জংশন) এবং মূল অঞ্চল (পি-অঞ্চল)। এই অঞ্চলগুলিতে থাকা ত্রুটি এবং অপদ্রব্যগুলি পুনঃসংযোজন কেন্দ্র হিসাবে কাজ করে, যা পুনঃসংযোজন সহজতর করার জন্য ইলেকট্রন এবং হোলকে ধারণ করে। এই প্রক্রিয়াটি ক্ষুদ্র বিদ্যুৎ প্রবাহ তৈরি করে, যা পরিমাপকৃত ডার্ক কারেন্টে অবদান রাখে।

প্রকারভেদ
· পাতলা স্তরের লিকেজ কারেন্ট: পাতলা স্তরের ত্রুটি এবং অশুদ্ধতার কারণে এটি ঘটে থাকে।
· বাল্ক লিকেজ কারেন্ট: বাল্ক অঞ্চলে ত্রুটি এবং অশুদ্ধির কারণে এটি ঘটে থাকে।

ডার্ক কারেন্ট পরীক্ষার উদ্দেশ্য
১. ভাঙ্গন প্রতিরোধ করা
যখন সেলটি রিভার্স-বায়াসড থাকে বা মডিউলের পোলারিটি উল্টে যায়, তখন অতিরিক্ত ডার্ক কারেন্টের কারণে সেলটি দ্রুত নষ্ট হয়ে যেতে পারে। যদিও এটি বিরল, ডার্ক কারেন্ট পরীক্ষা করলে এই ধরনের ঘটনা প্রতিরোধ করা সম্ভব হয়।
২. উৎপাদন প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ
ডার্ক কারেন্ট টেস্টিং সম্ভাব্য প্রসেস সমস্যা শনাক্ত করতে সাহায্য করে। ডার্ক কারেন্ট রিভার্স স্যাচুরেশন কারেন্ট, থিন-লেয়ার লিকেজ কারেন্ট এবং বাল্ক লিকেজ কারেন্ট দ্বারা গঠিত, যেগুলোকে যথাক্রমে J1, J2 এবং J3 দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

যখন বিপরীত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়:
· অঞ্চল ১: J2J_2J2 (পাতলা স্তরের লিকেজ কারেন্ট) দ্বারা প্রভাবিত।
· অঞ্চল ২: J3J_3J3 (বাল্ক লিকেজ কারেন্ট) দ্বারা প্রভাবিত।
· অঞ্চল ৩: J1J_1J1 (বিপরীত স্যাচুরেশন কারেন্ট) দ্বারা প্রভাবিত।
এই অঞ্চলগুলোর সীমানা নির্দিষ্ট পরীক্ষামূলক ভোল্টেজ দ্বারা নির্ধারিত হয়।

ভোল্টেজ প্রভাব
যখন কোষে ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি সিলিকন ওয়েফারে বৈদ্যুতিক প্রবাহ সৃষ্টি করে, যা ভারসাম্যহীন বাহকগুলোকে উত্তেজিত করে। ভোল্টেজ যত বেশি হয়, তত বেশি বাহক উত্তেজিত হয়, যার ফলে ডার্ক কারেন্ট বেড়ে যায়। তবে, ভোল্টেজ বাড়ার সাথে সাথে বৃদ্ধির হার কমে আসে, যতক্ষণ না কোষটি ভেঙে যায়।

মানক পরীক্ষা
ডার্ক কারেন্ট সাধারণত ১২ ভোল্টে পরীক্ষা করা হয়। পরীক্ষার ফলাফলকে স্ট্যান্ডার্ড কার্ভের সাথে তুলনা করে সেলটির অবস্থা নির্ণয় করা যায়।
অঞ্চল ১-এ অতিরিক্ত ডার্ক কারেন্ট পাতলা স্তরে সমস্যার ইঙ্গিত দেয়।
· অঞ্চল ২-এ অতিরিক্ত ডার্ক কারেন্ট বাল্ক অঞ্চলে সমস্যার ইঙ্গিত দেয়।
· অঞ্চল ৩-এ অতিরিক্ত ডার্ক কারেন্ট পিএন জংশনের বিভিন্ন সমস্যা, যেমন ডিফিউশন, স্ক্রিন প্রিন্টিং বা তাপমাত্রার অসঙ্গতি নির্দেশ করে।

উপসংহার
প্রক্রিয়া-সম্পর্কিত সমস্যা শনাক্ত করতে এবং সৌর কোষের উৎপাদন উন্নত করতে ডার্ক কারেন্ট পরীক্ষা করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।