ಪ್ರಮುಖ ಶುದ್ಧ ಇಂಧನ ಪರಿಹಾರವಾಗಿ ಸೌರಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಉದ್ಯಮದಿಂದ ಗಮನಾರ್ಹ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿದೆ. ನಿಮಗೆ ಆಸಕ್ತಿ ಇದ್ದರೆ, ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನೋಡೋಣ.
ಸೌರ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಸೌರ ಫಲಕಗಳಲ್ಲಿ, ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಬರುವ ಫೋಟಾನ್ಗಳು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ಪರಮಾಣು ಬಂಧಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕುತ್ತವೆ. ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವಂತೆ ಒತ್ತಾಯಿಸಿದಾಗ, ಅವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬುವ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಿಡ್ಗೆ ಪೂರೈಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ.
1839 ರಲ್ಲಿ ಫ್ರೆಂಚ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಅಲೆಕ್ಸಾಂಡ್ರೆ-ಎಡ್ಮಂಡ್ ಬೆಕ್ವೆರೆಲ್ ಮೊದಲು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಿದ್ಧಾಂತಗೊಳಿಸಿದಾಗಿನಿಂದ, ಸೌರಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸಂಶೋಧನೆಯ ಪ್ರಮುಖ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ. ಇಂದು, ಯುಎಸ್, ಜಪಾನ್ ಮತ್ತು ಯುರೋಪಿನ ಪ್ರಮುಖ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡಗಳು ತಮ್ಮ ಸೌರಮಂಡಲಗಳ ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣವನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ, ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಉದ್ಯಮದ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಲೇ ಇದೆ.
ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳು
ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿನ ವಸ್ತುಗಳು ಬದಲಾಗುತ್ತವೆಯಾದರೂ, ಎಲ್ಲಾ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳು ಮುಂಭಾಗದಿಂದ ಹಿಂಭಾಗದವರೆಗೆ ಹಲವಾರು ಪದರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಮೊದಲು ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಪದರದ ಮೂಲಕ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಗಾಜು), ನಂತರ ಪಾರದರ್ಶಕ ಸಂಪರ್ಕ ಪದರದ ಮೂಲಕ ಕೋಶದೊಳಗೆ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ. ಮಾಡ್ಯೂಲ್ನ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುವಿದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಫೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ. ಬಳಸುವ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರಕಾರವು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.
ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುವಿನ ಕೆಳಗೆ ಹಿಂಭಾಗದ ಲೋಹದ ಪದರವಿದ್ದು, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಲೋಹದ ಪದರದ ಕೆಳಗೆ ಒಂದು ಸಂಯೋಜಿತ ಫಿಲ್ಮ್ ಪದರವಿದ್ದು, ಇದು ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಅನ್ನು ಜಲನಿರೋಧಕ ಮತ್ತು ನಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ. ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಗಾಜು, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಹಿಮ್ಮೇಳ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.
ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು
ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿನ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್, ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ಗಳು ಅಥವಾ ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ಗಳಾಗಿರಬಹುದು. ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್, ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸೇರಿವೆ. ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್, ಅದರ ನಿಯಮಿತ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ, ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ನಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ, ಇದು ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಕಡಿಮೆ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಫೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಅಥವಾ ಕಾರ್ಬನ್ನಂತಹ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಅದನ್ನು ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಈ ಗುಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು.
ತಾಮ್ರ ಇಂಡಿಯಮ್ ಡೈಸೆಲನೈಡ್ (CIS), ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ (CdTe), ಮತ್ತು ತೆಳುವಾದ ಪದರ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ತೆಳುವಾದ ಪದರ ವಸ್ತುಗಳು. ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ಆರ್ಸೆನೈಡ್ (GaAs) ನಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯ ವಸ್ತುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಏಕಸ್ಫಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತೆಳುವಾದ ಪದರಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ. ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆ, ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರದ ಗಾತ್ರ, ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸುಲಭತೆಯಂತಹ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಈ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಬಾಹ್ಯ ಅಂಶಗಳು
ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯಲ್ಲಿನ ಪರಮಾಣು ಜೋಡಣೆಯು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಚಾರ್ಜ್ ಸಾಗಣೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಬೌಂಡ್ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಮುಕ್ತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ (ವಹನಕ್ಕೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ) ಸರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕನಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉದಾ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ವೇಲೆನ್ಸ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ (ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ) ಮತ್ತು ವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್ (ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ) ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕವು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತರಂಗಾಂತರದ ಫೋಟಾನ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು ಭೇದಿಸಬಹುದಾದ ದೂರವನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಫೋಟಾನ್ನ ತರಂಗಾಂತರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.
ವಿವಿಧ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಸುಲಭತೆಯು ಬಳಸಿದ ವಸ್ತುಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ಪ್ರಮಾಣ, ಉತ್ಪಾದನಾ ಚಕ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಶೇಖರಣಾ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿನ ಕೋಶದ ವಲಸೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಅಂಶಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಂಶವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
