ফটোভোল্টাইক (পিভি) সেল সাধারণত সিলিকনের মতো অর্ধপরিবাহী পদার্থ দিয়ে তৈরি হয় এবং এতে ধনাত্মক ও ঋণাত্মক উভয় ইলেকট্রোড থাকে। সূর্যালোকের সংস্পর্শে এলে ফটোভোল্টাইক প্রভাব ঘটে, যা তাৎক্ষণিকভাবে আলোক শক্তিকে ডাইরেক্ট কারেন্ট (ডিসি) আকারে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। এই বিদ্যুৎ ব্যাটারিতে সঞ্চয় করা যায় অথবা বিভিন্ন শক্তির চাহিদা মেটাতে ইনভার্টারের মাধ্যমে অল্টারনেটিং কারেন্ট (এসি)-তে রূপান্তরিত করা যায়। পিভি সেলগুলোকে প্রায়শই সিরিজে বা প্যারালালে সংযুক্ত করে মডিউল তৈরি করা হয়, যা পরে আরও বেশি শক্তি উৎপাদনের জন্য অ্যারেতে একত্রিত করা হয়।
১. অ্যালুমিনিয়াম ব্যাক সারফেস ফিল্ড (বিএসএফ) সেল
কাঠামো এবং নীতি
বিএসএফ সেল হলো এক ধরনের প্রচলিত সোলার সেল, যেখানে ব্যাক ইলেকট্রোড হিসেবে অ্যালুমিনিয়ামের প্রলেপ ব্যবহার করা হয়। এটি একটি পশ্চাৎ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে যা ইলেকট্রনকে ব্যাক ইলেকট্রোডের দিকে চালিত করতে সাহায্য করে এবং শক্তি রূপান্তর দক্ষতা বৃদ্ধি করে। এর উৎপাদন প্রক্রিয়ায় সিলিকন পৃষ্ঠকে ফসফরাস দিয়ে ডোপিং করে একটি এন-টাইপ অঞ্চল তৈরি করা হয়, সামনে একটি পি-টাইপ অঞ্চল গঠনের জন্য একটি ফিল্ম বা প্রলেপ প্রয়োগ করা হয় এবং একটি পিএন জংশন তৈরি করা হয়। সবশেষে, বিদ্যুৎ সংগ্রহের জন্য ধাতব গ্রিড যুক্ত করা হয়।
উন্নয়নের ইতিহাস
১৯৭৩ সালে প্রথম প্রস্তাবিত বিএসএফ সেল ছিল সর্বপ্রথম বাণিজ্যিকভাবে উৎপাদিত ক্রিস্টালাইন সিলিকন সেল কাঠামো। ২০১৬ সাল নাগাদ, বাজারের ৯০%-এরও বেশি অংশ এদের দখলে ছিল।
সুবিধাগুলি
বিএসএফ সেলগুলো তাদের সরলতা, ব্যয়সাশ্রয়ীতা এবং উন্নত প্রযুক্তির জন্য উল্লেখযোগ্য।
২. PERC কোষ
নামকরণের উৎপত্তি
PERC-এর পূর্ণরূপ হলো প্যাসিভেটেড এমিটার অ্যান্ড রিয়ার সেল।
প্রক্রিয়া এবং কর্মক্ষমতা
প্রচলিত BSF সেলের উপর ভিত্তি করে, PERC প্রযুক্তি দুটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ যোগ করে: পশ্চাৎ পৃষ্ঠের প্যাসিভেশন এবং লেজার ওপেনিং, যা কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। এর উৎপাদন প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে ওয়েফার ক্লিনিং ও টেক্সচারিং, pn জংশন তৈরির জন্য ডিফিউশন, সিলেক্টিভ এমিটারের জন্য লেজার ডোপিং, রিয়ার প্যাসিভেশন, লেজার ড্রিলিং, স্ক্রিন প্রিন্টিং, সিন্টারিং এবং টেস্টিং।
সুবিধাগুলি
PERC সেলের বৈশিষ্ট্য হলো এর সরল গঠন, সংক্ষিপ্ত উৎপাদন প্রক্রিয়া এবং যন্ত্রপাতির উচ্চ পরিপক্কতা।
৩. হেটেরোজংশন (এইচজেটি) কোষ
কাঠামো
HJT সেল হলো ক্রিস্টালাইন সিলিকন সাবস্ট্রেট এবং অ্যামরফাস সিলিকন ফিল্মের সমন্বয়ে গঠিত হাইব্রিড সোলার সেল। এগুলোর সামনের ও পেছনের পৃষ্ঠকে প্যাসিভেট করার জন্য হেটেরোজংশন ইন্টারফেসে ইন্ট্রিনসিক অ্যামরফাস সিলিকন লেয়ার অন্তর্ভুক্ত করা হয়। এর প্রতিসম কাঠামোতে একটি N-টাইপ ক্রিস্টালাইন সিলিকন সাবস্ট্রেট, আলোর দিকে একটি Pi অ্যামরফাস সিলিকন লেয়ার, পেছনের দিকে একটি iN অ্যামরফাস সিলিকন লেয়ার এবং উভয় দিকে স্বচ্ছ ইলেকট্রোড ও বাসবার থাকে। এগুলো হলো বাইফেসিয়াল সেল।
সুবিধাগুলি
এইচজেটি সেলের উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য হলো এর উচ্চ কর্মদক্ষতা, স্বল্প অবক্ষয়, নিম্ন তাপমাত্রা সহগ, উচ্চ দ্বি-পার্শ্বিকতা, সরলীকৃত প্রক্রিয়া এবং পাতলা ওয়েফারের জন্য এর উপযুক্ততা।
৪. টপকন সেল
প্রযুক্তিগত নীতি
TOPCon (টানেল অক্সাইড প্যাসিভেটেড কন্টাক্ট) সেলগুলো সিলেক্টিভ ক্যারিয়ার নীতির উপর ভিত্তি করে তৈরি। এগুলোর পেছনের দিকে একটি অতি-পাতলা সিলিকন অক্সাইড স্তর এবং একটি ডোপড সিলিকন স্তর থাকে, যা একটি প্যাসিভেটেড কন্টাক্ট কাঠামো গঠন করে। এটি সারফেস এবং মেটাল কন্টাক্ট রিকম্বিনেশন কমিয়ে দেয়, যা N-PERT সেলের কর্মদক্ষতা বৃদ্ধির জন্য উল্লেখযোগ্য সম্ভাবনা তৈরি করে।
প্রক্রিয়া বৈশিষ্ট্য
TOPCon সেলগুলো N-টাইপ সিলিকন সাবস্ট্রেট ব্যবহার করে এবং বিদ্যমান P-টাইপ উৎপাদন লাইনে ন্যূনতম পরিবর্তনের প্রয়োজন হয়, যেমন বোরন ডিফিউশন ও থিন-ফিল্ম ডিপোজিশন সরঞ্জাম যুক্ত করা। এগুলো রিয়ার ওপেনিং এবং অ্যালাইনমেন্টের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, যা উৎপাদনকে সহজ করে এবং PERC ও N-PERT সেল প্রসেসের সাথে সামঞ্জস্যতা বাড়ায়।
সুবিধাগুলি
TOPCon সেলগুলিতে কম অবক্ষয়, উচ্চ দ্বি-পার্শ্বিকতা এবং নিম্ন তাপমাত্রা সহগ দেখা যায়, যা সৌর বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে চমৎকার কার্যকারিতা প্রদান করে।
৫. আইবিসি কোষ
কাঠামো এবং নীতি
ইন্টারডিজিটেড ব্যাক কন্টাক্ট (IBC) সেলগুলো সামনের দিকের সমস্ত ইলেকট্রোড গ্রিড লাইনকে পেছনের দিকে সরিয়ে দেয় এবং পিএন জংশন ও মেটাল কন্টাক্টগুলোকে একটি ইন্টারডিজিটেড প্যাটার্নে সাজায়। এর ফলে ছায়া পড়া কমে এবং আলো শোষণ বাড়ে। সামনের দিকে কোনো মেটাল কন্টাক্ট না থাকায়, IBC সেলগুলো ফোটন রূপান্তরের জন্য একটি বৃহত্তর সক্রিয় ক্ষেত্র প্রদান করে।
প্রযুক্তি একীকরণ
IBC সেলগুলি PERC, TOPCon, HJT এবং পেরোভস্কাইটের মতো অন্যান্য প্রযুক্তির সাথে সমন্বিত হয়ে "TBC" (TOPCon-IBC) এবং "HBC" (HJT-IBC)-এর মতো উন্নত হাইব্রিড সেল তৈরি করতে পারে।
প্রয়োগের সম্ভাবনা
তাদের নান্দনিক নকশার কারণে, আইবিসি সেলগুলো বিল্ডিং-ইন্টিগ্রেটেড ফটোভোল্টাইকস (বিআইপিভি) এর জন্য অত্যন্ত উপযুক্ত এবং এর উজ্জ্বল বাণিজ্যিক সম্ভাবনা রয়েছে।
উপসংহার
প্রতিটি ধরনের পিভি সেলের নিজস্ব সুবিধা রয়েছে এবং সৌরশক্তি প্রযুক্তির অগ্রগতিতে এগুলো গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। নিরন্তর উদ্ভাবনের মাধ্যমে এই প্রযুক্তিগুলো ফটোভোল্টাইক শিল্পের প্রবৃদ্ধি ও রূপান্তরকে চালিত করছে।
