सौर पेशींमध्ये डार्क करंट, रिव्हर्स करंट आणि लीकेज करंट यांसारखे विविध प्रकारचे विद्युत प्रवाह असतात. या प्रवाहांचा सौर मॉड्यूलच्या पॉवर आउटपुटवर कमी-अधिक प्रमाणात परिणाम होतो. या प्रवाहांची वैशिष्ट्ये ओळखल्याने मॉड्यूलच्या असामान्य पॉवर आउटपुटची कारणे ओळखण्यास मदत होते, ज्यामुळे समस्यांचे संपूर्ण निराकरण करण्यास हातभार लागतो.
डार्क करंट
व्याख्या
डार्क करंट, ज्याला प्रकाश नसतानाचा रिव्हर्स सॅचुरेशन करंट असेही म्हणतात, म्हणजे जेव्हा कोणताही प्रकाश पडत नाही तेव्हा रिव्हर्स बायस परिस्थितीत पीएन जंक्शनमध्ये निर्माण होणारा रिव्हर्स डीसी करंट होय. हा सामान्यतः कॅरिअर डिफ्यूजन किंवा डिव्हाइसच्या पृष्ठभागावरील आणि आतील दोषांमुळे, तसेच हानिकारक अशुद्धींमुळे होतो.
निर्मिती
(1).प्रसार प्रक्रिया:PN जंक्शनच्या आत, N-क्षेत्रात अधिक इलेक्ट्रॉन आणि P-क्षेत्रात अधिक होल असतात. सांद्रतेतील फरकामुळे, N-क्षेत्रातील इलेक्ट्रॉन P-क्षेत्राकडे आणि P-क्षेत्रातील होल N-क्षेत्राकडे पसरतात. जरी PN जंक्शनचे अंगभूत विद्युत क्षेत्र या प्रसाराला विरोध करत असले, तरीही गतिशील समतोल साधला जाईपर्यंत ही प्रक्रिया घडते, ज्यामुळे एक प्रसार प्रवाह तयार होतो.
(2).दोष आणि अशुद्धता:जेव्हा उपकरणाच्या पृष्ठभागावर किंवा आत दोष असतात, तेव्हा ते पुनर्संयोजन केंद्र म्हणून काम करतात, इलेक्ट्रॉन आणि होल पकडून पुनर्संयोजनास मदत करतात. हानिकारक अशुद्धी अशीच भूमिका बजावतात, ज्यामुळे डार्क करंटच्या निर्मितीस हातभार लागतो.
प्रभाव
सिलिकॉन वेफरच्या वर्गीकरणादरम्यान डार्क करंटचा अनेकदा विचार केला जातो. अत्यधिक डार्क करंट हे वेफरची निकृष्ट गुणवत्ता दर्शवते, जसे की अनेक पृष्ठभागावरील अवस्था, असंख्य जाळीतील दोष, हानिकारक अशुद्धी किंवा अत्याधिक डोपिंग सांद्रता. अशा वेफर्सपासून बनवलेल्या सौर पेशींमध्ये सामान्यतः अल्पसंख्य वाहकांचे आयुष्यमान कमी असते, ज्यामुळे थेट रूपांतरण कार्यक्षमता कमी होते.
सौर पेशींमधील डार्क करंट
साध्या डायोडमध्ये, डार्क करंट हा रिव्हर्स सॅचुरेशन करंट असतो. मात्र, सोलर सेलमध्ये, डार्क करंटमध्ये रिव्हर्स सॅचुरेशन करंट, थिन-लेयर लीकेज करंट आणि बल्क लीकेज करंट यांचा समावेश असतो.
उलट संतृप्त प्रवाह
व्याख्या
रिव्हर्स सॅचुरेशन करंट म्हणजे PN जंक्शनमध्ये रिव्हर्स बायस लावल्यावर वाहणारा प्रवाह. रिव्हर्स व्होल्टेजमुळे डिप्लेशन लेयर रुंद होतो, ज्यामुळे विद्युत क्षेत्र आणि इलेक्ट्रॉन्सची संभाव्य ऊर्जा वाढते. यामुळे बहुसंख्य वाहकांना (majority carriers) अडथळा ओलांडणे कठीण होते, परिणामी डिफ्यूजन करंट जवळजवळ शून्यावर येतो.
निर्मिती
१. अपवहन प्रवाह: वाढलेल्या विद्युत क्षेत्रामुळे N आणि P प्रदेशांमधील अल्पसंख्य वाहकांना अपवहन करणे सोपे होते, ज्यामुळे उलट प्रवाह तयार होतो.
२. तापमानावर अवलंबित्व: अल्पसंख्य वाहक उष्णतेमुळे निर्माण होत असल्याने, दिलेल्या तापमानाला त्यांची संख्या स्थिर असते आणि उलट प्रवाह देखील स्थिर राहतो.
गळती प्रवाह
व्याख्या
सौर पेशींची तीन भागांमध्ये विभागणी करता येते: पातळ थर (एन-रिजन), डिप्लेशन थर (पीएन जंक्शन), आणि मुख्य भाग (पी-रिजन). या भागांमधील दोष आणि अशुद्धी पुनर्संयोजन केंद्र म्हणून कार्य करतात, जे पुनर्संयोजनास मदत करण्यासाठी इलेक्ट्रॉन आणि होल यांना पकडतात. या प्रक्रियेमुळे लहान विद्युत प्रवाह निर्माण होतो, जो मोजलेल्या डार्क करंटमध्ये योगदान देतो.
प्रकार
· पातळ-थरातील गळती प्रवाह: पातळ थरातील दोष आणि अशुद्धतेमुळे होतो.
· बल्क लीकेज करंट: बल्क भागातील दोष आणि अशुद्धतेमुळे होतो.
डार्क करंट चाचणीचा उद्देश
१. बिघाड टाळणे
जेव्हा सेल रिव्हर्स-बायस्ड असतो किंवा मॉड्यूलची पोलॅरिटी उलट असते, तेव्हा अतिरिक्त डार्क करंटमुळे सेल वेगाने खराब होऊ शकतो. जरी हे क्वचितच घडत असले तरी, डार्क करंटची चाचणी केल्याने अशा घटना टाळण्यास मदत होते.
२. उत्पादन प्रक्रियांचे निरीक्षण करणे
डार्क करंट चाचणी संभाव्य प्रक्रिया समस्या ओळखण्यास मदत करते. डार्क करंटमध्ये रिव्हर्स सॅचुरेशन करंट, थिन-लेयर लीकेज करंट आणि बल्क लीकेज करंट यांचा समावेश असतो, जे अनुक्रमे J1J_1J1, J2J_2J2 आणि J3J_3J3 द्वारे दर्शविले जातात.
जेव्हा उलट व्होल्टेज लावले जाते:
· प्रदेश 1: J2J_2J2 (पातळ-थर गळती प्रवाह) चे वर्चस्व.
· प्रदेश 2: J3J_3J3 चे वर्चस्व (एकूण गळती प्रवाह).
· प्रदेश 3: J1J_1J1 चे वर्चस्व (उलट संतृप्त प्रवाह).
या प्रदेशांच्या सीमा विशिष्ट चाचणी व्होल्टेजद्वारे निर्धारित केल्या जातात.
व्होल्टेज परिणाम
जेव्हा सेलला व्होल्टेज लावले जाते, तेव्हा सिलिकॉन वेफरमध्ये विद्युत अंतःक्षेपण होते, ज्यामुळे असंतुलित वाहक उत्तेजित होतात. व्होल्टेज जितके जास्त असते, तितके जास्त वाहक उत्तेजित होतात, ज्यामुळे डार्क करंट वाढतो. तथापि, जोपर्यंत सेलचे विघटन होत नाही, तोपर्यंत व्होल्टेज वाढल्याने वाढीचा दर मंदावतो.
मानक चाचणी
डार्क करंटची चाचणी सामान्यतः 12V वर केली जाते. चाचणीच्या निकालांची मानक वक्रांशी तुलना करून, सेलच्या स्थितीचे मूल्यांकन केले जाऊ शकते:
· रीजन 1 मध्ये अत्यधिक डार्क करंट असणे हे थिन लेयरमधील समस्या दर्शवते.
· रीजन 2 मधील अत्यधिक डार्क करंट हे बल्क रीजनमधील समस्या दर्शवते.
· रीजन 3 मध्ये अत्यधिक डार्क करंट हे PN जंक्शनमधील समस्या दर्शवते, जसे की डिफ्यूजन, स्क्रीन प्रिंटिंग किंवा तापमानातील विसंगती.
निष्कर्ष
प्रक्रियेसंबंधित समस्या ओळखण्यासाठी आणि सौर सेल उत्पादन सुधारण्यासाठी डार्क करंटची चाचणी करणे महत्त्वाचे आहे.
