જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-છિદ્ર જોડીઓ અસરકારક રીતે ઉપયોગમાં લેવાય તે પહેલાં ફરીથી જોડાય છે ત્યારે સૌર કોષોની કાર્યક્ષમતા ઓછી થાય છે. જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર યોગ્ય તરંગલંબાઇ પર પ્રકાશ શોષી લે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન-છિદ્ર જોડીઓ ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રકાશ હેઠળ, સામગ્રીમાં વાહક સાંદ્રતા તેના સંતુલન મૂલ્ય કરતાં વધી જાય છે. એકવાર પ્રકાશ સ્ત્રોત દૂર થઈ જાય, ત્યારે વાહક સાંદ્રતા તેની સંતુલન સ્થિતિમાં પાછી ક્ષીણ થઈ જાય છે, જેને સામાન્ય રીતે પુનઃસંયોજન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. નીચે ઘણી અલગ અલગ પુનઃસંયોજન પદ્ધતિઓ છે:
૧. કિરણોત્સર્ગી પુનઃસંયોજન
કિરણોત્સર્ગી પુનઃસંયોજન એ પ્રકાશ શોષણ પ્રક્રિયાનું વિપરીત છે, જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન ઉચ્ચ-ઊર્જા સ્થિતિમાંથી નીચી ઊર્જા સ્થિતિમાં પાછું સંક્રમણ કરે છે, વધારાની ઊર્જાને પ્રકાશ તરીકે મુક્ત કરે છે. આ પ્રકારનું પુનઃસંયોજન સેમિકન્ડક્ટર લેસરો અને પ્રકાશ-ઉત્સર્જન કરતા ડાયોડ્સ (LEDs) માં મહત્વપૂર્ણ છે પરંતુ સિલિકોન સૌર કોષોમાં તે પ્રબળ નથી.
2. ઓગર રિકોમ્બિનેશન
ઓગર રિકોમ્બિનેશન એ ઇમ્પેક્ટ આયનાઇઝેશનની વિપરીત પ્રક્રિયા છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્ર ફરીથી જોડાય છે, ત્યારે વધારાની ઊર્જા પ્રકાશ તરીકે મુક્ત થવાને બદલે બીજા ઇલેક્ટ્રોનમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોન પછી તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો આરામ કરે છે, ફોનોન્સ (કંપનશીલ ઊર્જા) મુક્ત કરે છે. ઓગર રિકોમ્બિનેશન ખાસ કરીને ભારે ડોપ કરેલા પદાર્થોમાં ઉચ્ચારણ બને છે, ખાસ કરીને જ્યારે અશુદ્ધિની સાંદ્રતા 10¹⁷ cm⁻³ કરતાં વધી જાય છે, જે આવા કિસ્સાઓમાં તેને પ્રબળ પુનઃસંયોજન પ્રક્રિયા બનાવે છે.
3. ટ્રેપ-આસિસ્ટેડ રિકોમ્બિનેશન
સેમિકન્ડક્ટર્સમાં અશુદ્ધિઓ અને ખામીઓ પ્રતિબંધિત બેન્ડગેપમાં માન્ય ઊર્જા સ્તર બનાવે છે. આ ખામીયુક્ત ઊર્જા સ્તરો બે-પગલાની પુનઃસંયોજન પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે: ઇલેક્ટ્રોન પહેલા વહન બેન્ડથી ખામી સ્તર સુધી આરામ કરે છે અને પછી સંયોજકતા બેન્ડ સુધી પહોંચે છે, જ્યાં તે છિદ્ર સાથે ફરીથી સંયોજિત થાય છે. આ પ્રક્રિયા પુનઃસંયોજનને પ્રોત્સાહન આપવામાં ખૂબ અસરકારક છે અને સૌર કોષોના પ્રદર્શનને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરી શકે છે.
4. સપાટી પુનઃસંયોજન
સ્ફટિક રચનાના સમાપ્તિને કારણે સેમિકન્ડક્ટરની સપાટીને ખામીઓની ઊંચી સાંદ્રતાવાળા ક્ષેત્ર તરીકે જોઈ શકાય છે. આ સપાટી ખામીઓ પ્રતિબંધિત બેન્ડગેપમાં અસંખ્ય ઊર્જા સ્થિતિઓ બનાવે છે, જ્યાં પુનઃસંયોજન સરળતાથી થઈ શકે છે. સપાટી પુનઃસંયોજન એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે કારણ કે સપાટી પર સ્ફટિક રચના ખૂબ જ અનિયમિત છે, જેના કારણે આ પ્રદેશોમાં પુનઃસંયોજન થવાની શક્યતા વધુ હોય છે.
નિષ્કર્ષ
વ્યવહારુ સૌર કોષોમાં, આ પુનઃસંયોજન પદ્ધતિઓ એકંદર કામગીરીના નુકસાનમાં ફાળો આપે છે. સેલ ડિઝાઇનર્સનું કાર્ય કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે આ નુકસાનને ઘટાડવાનું છે. દરેક પુનઃસંયોજન પ્રક્રિયા વિવિધ પડકારો રજૂ કરે છે, અને સૌર કોષોના પ્રદર્શનને વધારવા માટે સામગ્રીની પસંદગી, સપાટી નિષ્ક્રિયતા અને ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ડોપિંગ સ્તરો દ્વારા આને દૂર કરવું જરૂરી છે. વધુમાં, વિશિષ્ટ ડિઝાઇન સુવિધાઓ બજારમાં વિવિધ વ્યાપારી સૌર કોષોને અલગ પાડે છે, જે તેમની કાર્યક્ષમતા અને એપ્લિકેશન ક્ષમતાને પ્રભાવિત કરે છે.
