સૌર કોષો, જેને ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સૂર્યપ્રકાશને સીધા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. સૌર કોષોની કાર્યક્ષમતા માપવામાં સામાન્ય રીતે રેડિયોમીટરનો ઉપયોગ કરીને સૂર્યપ્રકાશની શક્તિનું મૂલ્યાંકન કરવું અને મહત્તમ પાવર પોઇન્ટ પર વિદ્યુત પાવર આઉટપુટ નક્કી કરવાનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, સૌર સ્પેક્ટ્રમ પર કોષના પ્રદર્શનની નિર્ભરતાને કારણે આ પ્રક્રિયા પડકારોનો સામનો કરે છે, જે મોસમી ફેરફારો, ભૌગોલિક સ્થાન અને હવામાન પરિસ્થિતિઓ સાથે બદલાય છે. આ પરિબળો, રેડિયોમીટરમાં કેલિબ્રેશન ભૂલો સાથે, અસંગત અને અચોક્કસ માપન તરફ દોરી શકે છે.
આવી સમસ્યાઓને ઘટાડવા માટે, મોટાભાગના ઉત્પાદકો નિયંત્રિત વાતાવરણમાં સૌર કોષ કાર્યક્ષમતા ચકાસવા માટે સૌર સિમ્યુલેટરનો ઉપયોગ કરે છે. આ સિમ્યુલેટર પ્રમાણભૂત કોષોનો ઉપયોગ કરીને માપાંકિત કરવામાં આવે છે જે પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓમાં સૂર્યપ્રકાશના વર્ણપટ વિતરણ સાથે સંરેખિત થાય છે.
આકારહીન સિલિકોન પાતળા-ફિલ્મ સૌર કોષોના પરીક્ષણમાં સામાન્ય મુશ્કેલીઓ
કેટલીક પ્રયોગશાળાઓ અને પરીક્ષણ એજન્સીઓ આકારહીન સિલિકોન પાતળા-ફિલ્મ કોષોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે સંદર્ભ ધોરણો તરીકે સ્ફટિકીય સિલિકોન કોષોનો ઉપયોગ કરે છે. આ પ્રથા ઘણીવાર નોંધપાત્ર માપન ભૂલોમાં પરિણમે છે, જે આકારહીન સિલિકોન કોષોના પ્રદર્શન વિશે શંકા પેદા કરે છે.
સૌર કોષોના પરીક્ષણ માટેના આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણો
સુસંગત અને વિશ્વસનીય સરખામણી સુનિશ્ચિત કરવા માટે, આંતરરાષ્ટ્રીય પરીક્ષણ ધોરણો સૌર કોષ મૂલ્યાંકન માટે ચોક્કસ શરતો વ્યાખ્યાયિત કરે છે:
સ્પેક્ટ્રમ: AM1.5
અવિકિરણ: ૧૦૦૦ વોટ/મીટર²
તાપમાન: 25°C
AM1.5 એ સૌર સ્પેક્ટ્રમનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યારે સૂર્યપ્રકાશ વાતાવરણમાંથી 48.2° ના શિરોબિંદુ ખૂણાને અનુરૂપ ખૂણા પર પસાર થાય છે.
સચોટ માપન માટે, બે મુખ્ય શરતો પૂરી કરવી આવશ્યક છે:
સંદર્ભ કોષ અને પરીક્ષણ કોષનો વર્ણપટ પ્રતિભાવ ચોક્કસ શ્રેણીમાં સંરેખિત હોવો જોઈએ, જે સામાન્ય રીતે સમાન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને સમાન ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાંથી બનેલા સંદર્ભ અને પરીક્ષણ કોષોનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે.
સિમ્યુલેટરમાં પ્રકાશ સ્ત્રોત AM1.5 સ્ટાન્ડર્ડની સ્પેક્ટ્રલ રચના સાથે ગાઢ રીતે મેળ ખાતો હોવો જોઈએ.
આકારહીન સિલિકોન કોષો માટે ખાસ વિચારણાઓ
આકારહીન સિલિકોન કોષો સામગ્રી અને વર્ણપટ પ્રતિભાવની દ્રષ્ટિએ સ્ફટિકીય સિલિકોન કોષોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે. સચોટ પરીક્ષણ માટે અહીં મુખ્ય વિચારણાઓ છે:
ઇરેડિયન્સ કેલિબ્રેશન:
ખાસ કરીને ઇરેડિયન્સને માપાંકિત કરવા માટે રચાયેલ આકારહીન સિલિકોન સંદર્ભ કોષનો ઉપયોગ કરો. આ હેતુ માટે સ્ફટિકીય સિલિકોન કોષોનો ઉપયોગ સ્પેક્ટ્રલ મેળ ખાતા ન હોવાને કારણે અર્થહીન પરિણામો તરફ દોરી શકે છે. જો આદર્શ પ્રકાશ સ્ત્રોત ઉપલબ્ધ હોય તો પણ, લાક્ષણિક પ્રયોગશાળા અથવા ઉત્પાદન વાતાવરણમાં સચોટ પરિણામો સુનિશ્ચિત કરવા પડકારજનક રહે છે.
પ્રકાશ સ્ત્રોત પસંદગી:
સૌર સિમ્યુલેટરમાં 300 nm અને 800 nm વચ્ચેની સ્પેક્ટ્રલ રેન્જવાળા પ્રકાશ સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ જે AM1.5 સ્પેક્ટ્રમ સાથે નજીકથી મેળ ખાય છે. સામાન્ય ઝેનોન લેમ્પ સિમ્યુલેટરમાં ઘણીવાર ઇન્ફ્રારેડ-સમૃદ્ધ સ્પેક્ટ્રમ (800 nm થી 1100 nm) હોય છે જે ધોરણથી વિચલિત થાય છે, જેના કારણે નોંધપાત્ર મેળ ખાતો નથી.
સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિભાવ:
સૌર કોષનો વર્ણપટ પ્રતિભાવ એ આપેલ તરંગલંબાઇ પર પ્રતિ ફોટોન ઉત્પન્ન થતા ચાર્જ વાહકોની સંખ્યાનો સંદર્ભ આપે છે. આકારહીન સિલિકોન કોષોમાં વર્ણપટ પ્રતિભાવ શ્રેણી 400 nm થી 800 nm હોય છે, જ્યારે સ્ફટિકીય સિલિકોન કોષો માટે 400 nm થી 1100 nm હોય છે. સ્ફટિકીય સિલિકોન ધોરણો સાથે માપાંકિત સિમ્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીને આકારહીન સિલિકોન કોષોનું પરીક્ષણ કરતી વખતે, ઇન્ફ્રારેડ-સમૃદ્ધ સ્પેક્ટ્રમ (800 nm થી 1100 nm) સ્ફટિકીય કોષોના પ્રવાહમાં ફાળો આપે છે પરંતુ આકારહીન કોષોમાં નહીં. આના પરિણામે આકારહીન સિલિકોન કોષના પ્રવાહ અને એકંદર કામગીરીનું ગંભીર અવમૂલ્યન થાય છે.
વધુમાં, આકારહીન સિલિકોન કોષોનો વર્ણપટ પ્રતિભાવ બાયસ લાઇટ અને વોલ્ટેજ જેવા પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે, જે બિન-માનક પરિસ્થિતિઓમાં આ ચલોને ધ્યાનમાં લેવાનું મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે.
આકારહીન સિલિકોન પાતળા-ફિલ્મ સૌર કોષોના સચોટ પરીક્ષણ માટે ઇરેડિયન્સ કેલિબ્રેશન, પ્રકાશ સ્ત્રોત પસંદગી અને વર્ણપટ પ્રતિભાવ ગોઠવણી પર કાળજીપૂર્વક ધ્યાન આપવાની જરૂર છે. આ માર્ગદર્શિકાનું પાલન વિશ્વસનીય પરિણામોની ખાતરી આપે છે અને અયોગ્ય કેલિબ્રેશન પદ્ધતિઓ સાથે સંકળાયેલ ભૂલોને ટાળે છે.
