സോളാർ സിമുലേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അമോർഫസ് സിലിക്കൺ തിൻ-ഫിലിം സോളാർ സെല്ലുകൾ പരീക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന പരിഗണനകൾ.

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സെല്ലുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന സോളാർ സെല്ലുകൾ സൂര്യപ്രകാശത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്നു. സോളാർ സെല്ലുകളുടെ കാര്യക്ഷമത അളക്കുന്നതിൽ സാധാരണയായി ഒരു റേഡിയോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ ശക്തി വിലയിരുത്തുന്നതും പരമാവധി പവർ പോയിന്റിൽ വൈദ്യുതോർജ്ജ ഔട്ട്പുട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നതും ഉൾപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സീസണൽ മാറ്റങ്ങൾ, ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ സ്ഥാനം, കാലാവസ്ഥാ സാഹചര്യങ്ങൾ എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്ന സോളാർ സ്പെക്ട്രത്തെ സെല്ലിന്റെ പ്രകടനത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നതിനാൽ ഈ പ്രക്രിയ വെല്ലുവിളികൾ നേരിടുന്നു. റേഡിയോമീറ്ററുകളിലെ കാലിബ്രേഷൻ പിശകുകളുമായി ചേർന്ന് ഈ ഘടകങ്ങൾ പൊരുത്തക്കേടും കൃത്യതയില്ലാത്തതുമായ അളവുകളിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം.

ഇത്തരം പ്രശ്നങ്ങൾ ലഘൂകരിക്കുന്നതിന്, മിക്ക നിർമ്മാതാക്കളും നിയന്ത്രിത പരിതസ്ഥിതികളിൽ സോളാർ സെല്ലിന്റെ കാര്യക്ഷമത പരിശോധിക്കാൻ സോളാർ സിമുലേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സ്റ്റാൻഡേർഡ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ വിതരണവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന സ്റ്റാൻഡേർഡ് സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഈ സിമുലേറ്ററുകൾ കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നത്.

അമോർഫസ് സിലിക്കൺ തിൻ-ഫിലിം സോളാർ സെല്ലുകൾ പരീക്ഷിക്കുന്നതിലെ സാധാരണ പിഴവുകൾ
ചില ലബോറട്ടറികളും പരിശോധനാ ഏജൻസികളും അമോർഫസ് സിലിക്കൺ നേർത്ത ഫിലിം സെല്ലുകളെ വിലയിരുത്തുന്നതിന് റഫറൻസ് മാനദണ്ഡങ്ങളായി ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ രീതി പലപ്പോഴും കാര്യമായ അളവെടുപ്പ് പിശകുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് അമോർഫസ് സിലിക്കൺ സെല്ലുകളുടെ പ്രകടനത്തെക്കുറിച്ച് സംശയങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു.

സോളാർ സെല്ലുകൾ പരീക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള അന്താരാഷ്ട്ര മാനദണ്ഡങ്ങൾ
സ്ഥിരവും വിശ്വസനീയവുമായ താരതമ്യങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കാൻ, അന്താരാഷ്ട്ര പരിശോധനാ മാനദണ്ഡങ്ങൾ സോളാർ സെൽ മൂല്യനിർണ്ണയത്തിനുള്ള പ്രത്യേക വ്യവസ്ഥകൾ നിർവചിക്കുന്നു:
സ്പെക്ട്രം: AM1.5
ഇറേഡിയൻസ്: 1000 W/m²
താപനില: 25°C
AM1.5 എന്നത് സൂര്യപ്രകാശം അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ 48.2° സെനിത്ത് കോണിന് തുല്യമായ ഒരു കോണിൽ കടന്നുപോകുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന സൗര വർണ്ണരാജിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

കൃത്യമായ അളവുകൾക്കായി, രണ്ട് പ്രധാന വ്യവസ്ഥകൾ പാലിക്കേണ്ടതുണ്ട്:
റഫറൻസ് സെല്ലിന്റെയും ടെസ്റ്റ് സെല്ലിന്റെയും സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണം ഒരു നിശ്ചിത പരിധിക്കുള്ളിൽ വിന്യസിക്കണം, ഇത് സാധാരണയായി ഒരേ അർദ്ധചാലക മെറ്റീരിയലിൽ നിന്നും സമാനമായ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളിൽ നിന്നും നിർമ്മിച്ച റഫറൻസ്, ടെസ്റ്റ് സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് നേടുന്നത്.
സിമുലേറ്ററിലെ പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് AM1.5 സ്റ്റാൻഡേർഡിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ ഘടനയുമായി അടുത്ത് പൊരുത്തപ്പെടണം.
അമോർഫസ് സിലിക്കൺ സെല്ലുകൾക്കുള്ള പ്രത്യേക പരിഗണനകൾ
അമോർഫസ് സിലിക്കൺ സെല്ലുകൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ സെല്ലുകളിൽ നിന്ന് മെറ്റീരിയലിന്റെയും സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണത്തിന്റെയും കാര്യത്തിൽ കാര്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. കൃത്യമായ പരിശോധനയ്ക്കുള്ള പ്രധാന പരിഗണനകൾ ഇതാ:

ഇറാഡിയൻസ് കാലിബ്രേഷൻ:
ഇറാഡിയൻസ് കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നതിനായി പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഒരു അമോർഫസ് സിലിക്കൺ റഫറൻസ് സെൽ ഉപയോഗിക്കുക. ഈ ആവശ്യത്തിനായി ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് സ്പെക്ട്രൽ പൊരുത്തക്കേട് കാരണം അർത്ഥശൂന്യമായ ഫലങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും. അനുയോജ്യമായ ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് ലഭ്യമാണെങ്കിൽ പോലും, സാധാരണ ലാബിലോ ഉൽ‌പാദന പരിതസ്ഥിതികളിലോ കൃത്യമായ ഫലങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കുന്നത് ഇപ്പോഴും വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്.

പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് തിരഞ്ഞെടുക്കൽ:
സോളാർ സിമുലേറ്റർ AM1.5 സ്പെക്ട്രവുമായി അടുത്ത് പൊരുത്തപ്പെടുന്ന 300 nm നും 800 nm നും ഇടയിലുള്ള സ്പെക്ട്രൽ ശ്രേണിയുള്ള ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് ഉപയോഗിക്കണം. സാധാരണ സെനോൺ ലാമ്പ് സിമുലേറ്ററുകളിൽ പലപ്പോഴും ഇൻഫ്രാറെഡ് സമ്പുഷ്ടമായ സ്പെക്ട്രമുണ്ട് (800 nm മുതൽ 1100 nm വരെ), ഇത് സ്റ്റാൻഡേർഡിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുകയും കാര്യമായ പൊരുത്തക്കേടുകൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു.

സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണം:
ഒരു സോളാർ സെല്ലിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണം എന്നത് ഒരു നിശ്ചിത തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ ഒരു ഫോട്ടോണിന് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ചാർജ് കാരിയറുകളുടെ എണ്ണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അമോർഫസ് സിലിക്കൺ സെല്ലുകൾക്ക് 400 nm മുതൽ 800 nm വരെ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ ശ്രേണിയുണ്ട്, ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ സെല്ലുകൾക്ക് 400 nm മുതൽ 1100 nm വരെ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ ശ്രേണിയുണ്ട്. ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ മാനദണ്ഡങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്ത സിമുലേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അമോർഫസ് സിലിക്കൺ സെല്ലുകൾ പരീക്ഷിക്കുമ്പോൾ, ഇൻഫ്രാറെഡ് സമ്പുഷ്ടമായ സ്പെക്ട്രം (800 nm മുതൽ 1100 nm വരെ) ക്രിസ്റ്റലിൻ സെല്ലുകളുടെ വൈദ്യുതധാരയ്ക്ക് സംഭാവന നൽകുന്നു, പക്ഷേ അമോർഫസ് കോശങ്ങളിലേക്ക് സംഭാവന ചെയ്യുന്നില്ല. ഇത് അമോർഫസ് സിലിക്കൺ സെല്ലിന്റെ വൈദ്യുതധാരയെയും മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനത്തെയും ഗുരുതരമായി കുറച്ചുകാണുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.

കൂടാതെ, അമോർഫസ് സിലിക്കൺ സെല്ലുകളുടെ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണത്തെ ബയസ് ലൈറ്റ്, വോൾട്ടേജ് തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങൾ സ്വാധീനിക്കുന്നു, ഇത് നിലവാരമില്ലാത്ത സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഈ വേരിയബിളുകൾ കണക്കിലെടുക്കേണ്ടത് നിർണായകമാക്കുന്നു.