સૌર કોષોની અંદર વિવિધ પ્રકારના પ્રવાહ હોય છે, જેમ કે ડાર્ક કરંટ, રિવર્સ કરંટ અને લિકેજ કરંટ. આ પ્રવાહોનો સૌર મોડ્યુલોના પાવર આઉટપુટ પર વિવિધ અંશે પ્રભાવ પડે છે. આ પ્રવાહોની લાક્ષણિકતાઓને અલગ પાડવાથી અસામાન્ય મોડ્યુલ પાવર આઉટપુટના કારણો ઓળખવામાં મદદ મળી શકે છે, જે સમસ્યાઓના સંપૂર્ણ નિરાકરણમાં ફાળો આપે છે.
ઘેરો પ્રવાહ
વ્યાખ્યા
ડાર્ક કરંટ, જેને કોઈ પ્રકાશ વિના રિવર્સ સેચ્યુરેશન કરંટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે રિવર્સ બાયસ સ્થિતિમાં PN જંકશનમાં ઉત્પન્ન થતા રિવર્સ DC કરંટનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યારે કોઈ ઘટના પ્રકાશ ન હોય. તે સામાન્ય રીતે વાહક પ્રસરણ અથવા સપાટી પર અને ઉપકરણની અંદર ખામીઓ, તેમજ હાનિકારક અશુદ્ધિઓને કારણે થાય છે.
રચના
(1).પ્રસરણ પ્રક્રિયા:PN જંકશનની અંદર, N-પ્રદેશમાં વધુ ઇલેક્ટ્રોન અને P-પ્રદેશમાં વધુ છિદ્રો હોય છે. સાંદ્રતા તફાવતને કારણે, N-પ્રદેશમાં ઇલેક્ટ્રોન P-પ્રદેશ તરફ ફેલાય છે, અને P-પ્રદેશમાં છિદ્રો N-પ્રદેશ તરફ ફેલાય છે. જોકે PN જંકશનનું બિલ્ટ-ઇન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર આ પ્રસરણનો પ્રતિકાર કરે છે, તે હજુ પણ ગતિશીલ સંતુલન પ્રાપ્ત થાય ત્યાં સુધી થાય છે, જે પ્રસરણ પ્રવાહ બનાવે છે.
(2).ખામીઓ અને અશુદ્ધિઓ:જ્યારે સપાટી પર અથવા ઉપકરણની અંદર ખામીઓ હોય છે, ત્યારે તે પુનઃસંયોજન કેન્દ્રો તરીકે કાર્ય કરે છે, ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રોને કબજે કરે છે અને પુનઃસંયોજનને સરળ બનાવે છે. હાનિકારક અશુદ્ધિઓ પણ સમાન ભૂમિકા ભજવે છે, જે શ્યામ પ્રવાહના નિર્માણમાં ફાળો આપે છે.
અસર
સિલિકોન વેફર સૉર્ટિંગ દરમિયાન ઘણીવાર ઘેરો પ્રવાહ ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. વધુ પડતો ઘેરો પ્રવાહ નબળી વેફર ગુણવત્તા સૂચવે છે, જેમ કે ઘણી સપાટીની સ્થિતિઓ, અસંખ્ય જાળી ખામીઓ, હાનિકારક અશુદ્ધિઓ, અથવા વધુ પડતી ઉચ્ચ ડોપિંગ સાંદ્રતા. આવા વેફરમાંથી બનેલા સૌર કોષો સામાન્ય રીતે ઓછા લઘુમતી વાહક જીવનકાળ દર્શાવે છે, જે સીધા નીચા રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા તરફ દોરી જાય છે.
સૌર કોષોમાં ઘેરો પ્રવાહ
સરળ ડાયોડમાં, શ્યામ પ્રવાહ રિવર્સ સેચ્યુરેશન કરંટને અનુરૂપ હોય છે. જોકે, સૌર કોષોમાં, શ્યામ પ્રવાહમાં રિવર્સ સેચ્યુરેશન કરંટ, પાતળા-સ્તરનો લિકેજ કરંટ અને બલ્ક લિકેજ કરંટનો સમાવેશ થાય છે.
વિપરીત સંતૃપ્તિ પ્રવાહ
વ્યાખ્યા
રિવર્સ સેચ્યુરેશન કરંટ એ PN જંકશનમાં રહેલા કરંટનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યારે રિવર્સ બાયસ લાગુ કરવામાં આવે છે. રિવર્સ વોલ્ટેજ ડિપ્લેશન લેયરને પહોળું કરે છે, જેનાથી ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ અને ઇલેક્ટ્રોનની સંભવિત ઊર્જા વધે છે. આનાથી બહુમતી વાહકો માટે અવરોધ પાર કરવાનું મુશ્કેલ બને છે, જેનાથી પ્રસરણ કરંટ શૂન્યની નજીક આવી જાય છે.
રચના
1. ડ્રિફ્ટ કરંટ: વધેલા વિદ્યુત ક્ષેત્રને કારણે N અને P પ્રદેશોમાં લઘુમતી વાહકો માટે ડ્રિફ્ટ થવાનું સરળ બને છે, જે વિપરીત કરંટ બનાવે છે.
2. તાપમાન નિર્ભરતા: લઘુમતી વાહકો ઉષ્મીય રીતે ઉત્પન્ન થતા હોવાથી, તેમની સંખ્યા આપેલ તાપમાને સ્થિર રહે છે, અને તે જ રીતે વિપરીત પ્રવાહ પણ.
લિકેજ કરંટ
વ્યાખ્યા
સૌર કોષોને ત્રણ પ્રદેશોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પાતળા સ્તર (N-પ્રદેશ), અવક્ષય સ્તર (PN જંકશન), અને બલ્ક પ્રદેશ (P-પ્રદેશ). આ પ્રદેશોમાં ખામીઓ અને અશુદ્ધિઓ પુનઃસંયોજન કેન્દ્રો તરીકે કાર્ય કરે છે, ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રોને કબજે કરે છે જેથી પુનઃસંયોજનને સરળ બનાવી શકાય. આ પ્રક્રિયા નાના પ્રવાહો ઉત્પન્ન કરે છે, જે માપેલા શ્યામ પ્રવાહમાં ફાળો આપે છે.
પ્રકારો
· પાતળા સ્તરનો લીકેજ પ્રવાહ: પાતળા સ્તરમાં ખામીઓ અને અશુદ્ધિઓને કારણે થાય છે.
· બલ્ક લીકેજ કરંટ: બલ્ક ક્ષેત્રમાં ખામીઓ અને અશુદ્ધિઓને કારણે થાય છે.
ડાર્ક કરંટ પરીક્ષણનો હેતુ
૧. ભંગાણ અટકાવવું
જ્યારે કોષ રિવર્સ-બાયોસ્ડ હોય છે અથવા મોડ્યુલ પોલેરિટી રિવર્સ હોય છે, ત્યારે વધુ પડતો ડાર્ક કરંટ કોષના ઝડપી ભંગાણ તરફ દોરી શકે છે. દુર્લભ હોવા છતાં, ડાર્ક કરંટનું પરીક્ષણ કરવાથી આવી ઘટનાઓને રોકવામાં મદદ મળે છે.
2. ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓનું નિરીક્ષણ
ડાર્ક કરંટ પરીક્ષણ સંભવિત પ્રક્રિયા સમસ્યાઓ ઓળખવામાં મદદ કરે છે. ડાર્ક કરંટ રિવર્સ સેચ્યુરેશન કરંટ, પાતળા-સ્તરવાળા લિકેજ કરંટ અને બલ્ક લિકેજ કરંટથી બનેલો છે, જે અનુક્રમે J1J_1J1, J2J_2J2 અને J3J_3J3 દ્વારા રજૂ થાય છે.
જ્યારે રિવર્સ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે:
· પ્રદેશ 1: J2J_2J2 (પાતળા સ્તરના લિકેજ પ્રવાહ) દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે.
· પ્રદેશ 2: J3J_3J3 (બલ્ક લિકેજ કરંટ) દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે.
· પ્રદેશ 3: J1J_1J1 (વિપરીત સંતૃપ્તિ પ્રવાહ) દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે.
આ પ્રદેશોની સીમાઓ ચોક્કસ પરીક્ષણ વોલ્ટેજ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
વોલ્ટેજ અસરો
જ્યારે કોષ પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે સિલિકોન વેફરમાં વિદ્યુત ઇન્જેક્શનનું કારણ બને છે, જે અસંતુલન વાહકોને ઉત્તેજિત કરે છે. વોલ્ટેજ જેટલું ઊંચું હોય છે, તેટલા વધુ વાહકો ઉત્તેજિત થાય છે, જેના કારણે શ્યામ પ્રવાહ વધે છે. જોકે, કોષ તૂટી ન જાય ત્યાં સુધી વોલ્ટેજ વધતાં વૃદ્ધિ દર ધીમો પડી જાય છે.
માનક પરીક્ષણ
ડાર્ક કરંટનું પરીક્ષણ સામાન્ય રીતે 12V પર કરવામાં આવે છે. પરીક્ષણ પરિણામોની તુલના પ્રમાણભૂત વળાંકો સાથે કરીને, કોષની સ્થિતિનું મૂલ્યાંકન કરી શકાય છે:
· પ્રદેશ 1 માં અતિશય ઘેરો પ્રવાહ પાતળા સ્તરમાં સમસ્યાઓ સૂચવે છે.
· પ્રદેશ 2 માં વધુ પડતો શ્યામ પ્રવાહ બલ્ક પ્રદેશમાં સમસ્યાઓ સૂચવે છે.
· પ્રદેશ 3 માં અતિશય શ્યામ પ્રવાહ PN જંકશન સાથે સમસ્યાઓ સૂચવે છે, જેમ કે પ્રસરણ, સ્ક્રીન પ્રિન્ટીંગ અથવા તાપમાનની અસંગતતાઓ.
નિષ્કર્ષ
પ્રક્રિયા સંબંધિત સમસ્યાઓ ઓળખવા અને સૌર કોષ ઉત્પાદનમાં સુધારો કરવા માટે શ્યામ પ્રવાહનું પરીક્ષણ કરવું મહત્વપૂર્ણ છે.
