ફોટોવોલ્ટેઇક (PV) કોષો સામાન્ય રીતે સિલિકોન જેવા સેમિકન્ડક્ટર પદાર્થોમાંથી બનાવવામાં આવે છે અને તેમાં સકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. સૂર્યપ્રકાશના સંપર્કમાં આવવા પર, ફોટોવોલ્ટેઇક અસર થાય છે, જે પ્રકાશ ઊર્જાને ડાયરેક્ટ કરંટ (DC) ના સ્વરૂપમાં તરત જ વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ વીજળીને બેટરીમાં સંગ્રહિત કરી શકાય છે અથવા વિવિધ ઉર્જા જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે ઇન્વર્ટર દ્વારા વૈકલ્પિક કરંટ (AC) માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. PV કોષો ઘણીવાર શ્રેણીમાં અથવા સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે જેથી મોડ્યુલો બને છે, જે પછી મોટા ઉર્જા આઉટપુટ માટે એરેમાં એસેમ્બલ થાય છે.
1. એલ્યુમિનિયમ બેક સરફેસ ફીલ્ડ (BSF) કોષો
રચના અને સિદ્ધાંત
BSF કોષો એક સામાન્ય પ્રકારનો સૌર કોષ છે જે પાછળના ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે એલ્યુમિનિયમ કોટિંગનો ઉપયોગ કરે છે. આ પાછળનું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવે છે જે ઇલેક્ટ્રોનને પાછળના ઇલેક્ટ્રોડ તરફ લઈ જવામાં મદદ કરે છે, જે ઊર્જા રૂપાંતર કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે. ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં N-પ્રકારનો પ્રદેશ બનાવવા માટે ફોસ્ફરસ સાથે સિલિકોન સપાટીનું ડોપિંગ, આગળના ભાગમાં P-પ્રકારનો પ્રદેશ બનાવવા માટે ફિલ્મ અથવા કોટિંગ લાગુ કરવું અને pn જંકશન બનાવવું શામેલ છે. અંતે, વર્તમાન એકત્રિત કરવા માટે મેટલ ગ્રીડ ઉમેરવામાં આવે છે.
વિકાસ ઇતિહાસ
૧૯૭૩માં સૌપ્રથમ પ્રસ્તાવિત, બીએસએફ સેલ સૌથી પહેલા વ્યાપારીકૃત સ્ફટિકીય સિલિકોન સેલ માળખું હતું. ૨૦૧૬ સુધીમાં, તેઓ બજાર હિસ્સાના ૯૦% થી વધુ હિસ્સો ધરાવતા હતા.
ફાયદા
BSF કોષો તેમની સરળતા, ખર્ચ-અસરકારકતા અને પરિપક્વ ટેકનોલોજી માટે નોંધપાત્ર છે.
2. PERC કોષો
નામકરણ મૂળ
PERC એટલે પેસિવેટેડ એમિટર અને રીઅર સેલ.
પ્રક્રિયા અને કામગીરી
પરંપરાગત BSF કોષો પર નિર્માણ કરીને, PERC ટેકનોલોજી બે મુખ્ય પગલાં ઉમેરે છે: પાછળની સપાટી પેસિવેશન અને લેસર ઓપનિંગ, કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં વેફર ક્લિનિંગ અને ટેક્સચરિંગ, pn જંકશન બનાવવા માટે પ્રસરણ, પસંદગીયુક્ત ઉત્સર્જકો માટે લેસર ડોપિંગ, પાછળની પેસિવેશન, લેસર ડ્રિલિંગ, સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ, સિન્ટરિંગ અને પરીક્ષણનો સમાવેશ થાય છે.
ફાયદા
PERC કોષોમાં સરળ માળખું, ટૂંકી ઉત્પાદન પ્રક્રિયા અને ઉચ્ચ સાધનોની પરિપક્વતા હોય છે.
3. હેટરોજંક્શન (HJT) કોષો
માળખું
HJT કોષો એ હાઇબ્રિડ સૌર કોષો છે જે સ્ફટિકીય સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ્સ અને આકારહીન સિલિકોન ફિલ્મનું સંયોજન કરે છે. તેઓ આગળ અને પાછળની સપાટીઓને નિષ્ક્રિય કરવા માટે હેટરોજંક્શન ઇન્ટરફેસ પર આંતરિક આકારહીન સિલિકોન સ્તરોનો સમાવેશ કરે છે. સપ્રમાણ રચનામાં N-પ્રકારનો સ્ફટિકીય સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ, પ્રકાશ-મુખી બાજુ પર Pi આકારહીન સિલિકોન સ્તર, પાછળના ભાગમાં iN આકારહીન સિલિકોન સ્તર અને બંને બાજુ પારદર્શક ઇલેક્ટ્રોડ્સ અને બસબારનો સમાવેશ થાય છે. આ બાયફેસિયલ કોષો છે.
ફાયદા
HJT કોષો ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, ઓછું અધોગતિ, નીચા તાપમાન ગુણાંક, ઉચ્ચ દ્વિપક્ષીયતા, સરળ પ્રક્રિયાઓ અને પાતળા વેફર્સ માટે યોગ્યતા ધરાવે છે.
4. ટોપકોન કોષો
ટેકનિકલ સિદ્ધાંત
TOPCon (ટનલ ઓક્સાઇડ પેસિવેટેડ કોન્ટેક્ટ) કોષો પસંદગીયુક્ત વાહક સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. તેમાં અલ્ટ્રા-પાતળા સિલિકોન ઓક્સાઇડ સ્તર અને પાછળના ભાગમાં ડોપ્ડ સિલિકોન સ્તર હોય છે, જે પેસિવેટેડ કોન્ટેક્ટ સ્ટ્રક્ચર બનાવે છે. આ સપાટી અને ધાતુના સંપર્ક પુનઃસંયોજનને ઘટાડે છે, જે N-PERT કોષોમાં કાર્યક્ષમતા સુધારણા માટે નોંધપાત્ર સંભાવના બનાવે છે.
પ્રક્રિયા સુવિધાઓ
TOPCon કોષો N-ટાઈપ સિલિકોન સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ કરે છે અને હાલની P-ટાઈપ ઉત્પાદન લાઇનમાં ન્યૂનતમ ફેરફારોની જરૂર પડે છે, જેમ કે બોરોન પ્રસરણ અને પાતળા-ફિલ્મ ડિપોઝિશન સાધનો ઉમેરવા. તેઓ પાછળના છિદ્રો અને ગોઠવણીની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે, ઉત્પાદનને સરળ બનાવે છે અને PERC અને N-PERT સેલ પ્રક્રિયાઓ સાથે સુસંગતતા વધારે છે.
ફાયદા
TOPCon કોષો ઓછા ડિગ્રેડેશન, ઉચ્ચ બાયફેસિલિટી અને નીચા તાપમાન ગુણાંક દર્શાવે છે, જે સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટમાં ઉત્તમ કામગીરી આપે છે.
5. IBC કોષો
રચના અને સિદ્ધાંત
ઇન્ટરડિજિટેટેડ બેક કોન્ટેક્ટ (IBC) કોષો બધી ફ્રન્ટ-સાઇડ ઇલેક્ટ્રોડ ગ્રીડ લાઇનોને પાછળની બાજુએ સ્થાનાંતરિત કરે છે, pn જંકશન અને મેટલ સંપર્કોને ઇન્ટરડિજિટેડ પેટર્નમાં ગોઠવે છે. આ શેડિંગ ઘટાડે છે અને પ્રકાશ શોષણ વધારે છે. ફ્રન્ટ-સાઇડ મેટલ સંપર્કો વિના, IBC કોષો ફોટોન રૂપાંતર માટે મોટો સક્રિય વિસ્તાર પૂરો પાડે છે.
ટેકનોલોજી એકીકરણ
IBC કોષો PERC, TOPCon, HJT અને પેરોવસ્કાઇટ જેવી અન્ય તકનીકો સાથે સંકલિત થઈ શકે છે, જે "TBC" (TOPCon-IBC) અને "HBC" (HJT-IBC) જેવા અદ્યતન હાઇબ્રિડ કોષો બનાવે છે.
એપ્લિકેશન સંભવિતતા
તેમની સૌંદર્યલક્ષી રીતે આકર્ષક ડિઝાઇન સાથે, IBC કોષો બિલ્ડીંગ-ઇન્ટિગ્રેટેડ ફોટોવોલ્ટેઇક્સ (BIPV) માટે સારી રીતે અનુકૂળ છે અને મજબૂત વ્યાપારી સંભાવનાઓ ધરાવે છે.
નિષ્કર્ષ
દરેક પ્રકારના પીવી સેલ અનન્ય ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે અને સૌર ઉર્જા તકનીકોને આગળ વધારવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. સતત નવીનતા દ્વારા, આ તકનીકો ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગના વિકાસ અને પરિવર્તનને આગળ ધપાવી રહી છે.
