फोटोव्होल्टेइक (PV) सेल सामान्यतः सिलिकॉनसारख्या सेमीकंडक्टर पदार्थांपासून बनवलेले असतात आणि त्यात पॉझिटिव्ह व निगेटिव्ह दोन्ही इलेक्ट्रोड असतात. सूर्यप्रकाशाच्या संपर्कात आल्यावर, फोटोव्होल्टेइक परिणाम घडतो, ज्यामुळे प्रकाश ऊर्जेचे त्वरित डायरेक्ट करंट (DC) च्या स्वरूपात विद्युत ऊर्जेमध्ये रूपांतर होते. ही वीज एकतर बॅटरीमध्ये साठवली जाऊ शकते किंवा विविध ऊर्जा गरजा पूर्ण करण्यासाठी इन्व्हर्टरद्वारे अल्टरनेटिंग करंट (AC) मध्ये रूपांतरित केली जाऊ शकते. जास्त ऊर्जा उत्पादनासाठी, PV सेल अनेकदा सिरीज किंवा पॅरललमध्ये जोडून मॉड्यूल्स बनवले जातात, जे नंतर अॅरेमध्ये एकत्र जोडले जातात.
१. ॲल्युमिनियम बॅक सरफेस फील्ड (बीएसएफ) सेल्स
संरचना आणि तत्त्व
BSF सेल हा सौर सेलचा एक सामान्य प्रकार आहे, ज्यामध्ये मागील इलेक्ट्रोड म्हणून ॲल्युमिनियमच्या लेपाचा वापर केला जातो. यामुळे एक मागील विद्युत क्षेत्र तयार होते, जे इलेक्ट्रॉनला मागील इलेक्ट्रोडकडे ढकलण्यास मदत करते आणि ऊर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता वाढवते. याच्या उत्पादन प्रक्रियेमध्ये सिलिकॉनच्या पृष्ठभागावर फॉस्फरसचे डोपिंग करून N-प्रकारचा प्रदेश तयार करणे, पुढील बाजूस P-प्रकारचा प्रदेश तयार करण्यासाठी एक फिल्म किंवा लेप लावणे आणि pn जंक्शन तयार करणे यांचा समावेश असतो. शेवटी, विद्युत प्रवाह गोळा करण्यासाठी धातूच्या ग्रिड्स जोडल्या जातात.
विकासाचा इतिहास
१९७३ मध्ये प्रथम प्रस्तावित केलेले, बीएसएफ सेल हे व्यापारीकरण झालेले सर्वात पहिले क्रिस्टलाइन सिलिकॉन सेल स्ट्रक्चर होते. २०१६ पर्यंत, बाजारातील ९०% पेक्षा जास्त वाटा त्यांच्याकडे होता.
फायदे
बीएसएफ सेल त्यांच्या साधेपणा, किफायतशीरपणा आणि प्रगत तंत्रज्ञानासाठी ओळखले जातात.
२. पीईआरसी पेशी
नामकरणाचा उगम
PERC म्हणजे पॅसिव्हेटेड एमिटर अँड रिअर सेल.
प्रक्रिया आणि कामगिरी
पारंपारिक BSF सेल्सच्या आधारावर, PERC तंत्रज्ञान मागील पृष्ठभागाचे पॅसिव्हेशन आणि लेझर ओपनिंग या दोन महत्त्वाच्या टप्प्यांची भर घालते, ज्यामुळे कार्यक्षमतेत लक्षणीय वाढ होते. उत्पादन प्रक्रियेमध्ये वेफरची स्वच्छता आणि टेक्स्चरिंग, pn जंक्शन तयार करण्यासाठी डिफ्यूजन, निवडक एमिटर्ससाठी लेझर डोपिंग, मागील पॅसिव्हेशन, लेझर ड्रिलिंग, स्क्रीन प्रिंटिंग, सिंटरिंग आणि चाचणी यांचा समावेश असतो.
फायदे
PERC सेलची रचना साधी असते, उत्पादन प्रक्रिया कमी कालावधीची असते आणि उपकरणांची परिपक्वता उच्च असते.
३. हेटेरोजंक्शन (HJT) पेशी
रचना
एचजेटी (HJT) सेल्स ह्या क्रिस्टलाइन सिलिकॉन सबस्ट्रेट्स आणि अमॉर्फस सिलिकॉन फिल्म्स यांचे मिश्रण असलेल्या हायब्रीड सौर सेल्स आहेत. पुढील आणि मागील पृष्ठभागांना पॅसिव्हेट करण्यासाठी, ह्या हेटरोजंक्शन इंटरफेसवर इंट्रिन्सिक अमॉर्फस सिलिकॉनचे थर समाविष्ट केलेले असतात. ह्या सममित संरचनेत एन-टाइप क्रिस्टलाइन सिलिकॉन सबस्ट्रेट, प्रकाशाच्या दिशेकडील बाजूस पाय (Pi) अमॉर्फस सिलिकॉनचा थर, मागील बाजूस आयएन (iN) अमॉर्फस सिलिकॉनचा थर आणि दोन्ही बाजूंना पारदर्शक इलेक्ट्रोड्स व बसबार्स यांचा समावेश असतो. ह्या बायफेशियल सेल्स आहेत.
फायदे
HJT सेल्समध्ये उच्च कार्यक्षमता, कमी ऱ्हास, कमी तापमान गुणांक, उच्च द्विपृष्ठीयता, सुलभ प्रक्रिया आणि पातळ वेफर्ससाठी उपयुक्तता हे गुणधर्म आहेत.
४. टॉपकॉन सेल्स
तांत्रिक तत्त्व
टॉपकॉन (टनल ऑक्साइड पॅसिव्हेटेड कॉन्टॅक्ट) सेल हे निवडक वाहक तत्त्वावर आधारित आहेत. यामध्ये एक अति-पातळ सिलिकॉन ऑक्साइड थर आणि मागील बाजूस एक डोप केलेला सिलिकॉन थर असतो, ज्यामुळे एक पॅसिव्हेटेड कॉन्टॅक्ट संरचना तयार होते. यामुळे पृष्ठभाग आणि धातूच्या संपर्कातील पुनर्संयोजन कमी होते, ज्यामुळे एन-पर्ट सेलच्या कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा होण्याची शक्यता निर्माण होते.
प्रक्रिया वैशिष्ट्ये
टॉपकॉन (TOPCon) सेल्समध्ये एन-टाइप सिलिकॉन सबस्ट्रेट्सचा वापर केला जातो आणि त्यासाठी सध्याच्या पी-टाइप उत्पादन लाइन्समध्ये कमीत कमी बदल करावे लागतात, जसे की बोरॉन डिफ्यूजन आणि थिन-फिल्म डिपॉझिशन उपकरणे जोडणे. यामुळे मागील बाजूस छिद्रे पाडण्याची आणि अलाइनमेंटची गरज नाहीशी होते, उत्पादन प्रक्रिया सोपी होते आणि पीईआरसी (PERC) व एन-पर्ट (N-PERT) सेल प्रक्रियांसोबतची सुसंगतता वाढते.
फायदे
टॉपकॉन (TOPCon) पेशी कमी ऱ्हास, उच्च द्विपृष्ठीयता आणि कमी तापमान गुणांक दर्शवतात, ज्यामुळे सौर ऊर्जा प्रकल्पांमध्ये उत्कृष्ट कामगिरी मिळते.
५. आयबीसी पेशी
संरचना आणि तत्त्व
इंटरडिजिटेड बॅक कॉन्टॅक्ट (IBC) सेलमध्ये, पुढच्या बाजूच्या सर्व इलेक्ट्रोड ग्रिड लाईन्स मागच्या बाजूला हलवल्या जातात आणि पीएन जंक्शन्स व मेटल कॉन्टॅक्ट्सची मांडणी इंटरडिजिटेड पॅटर्नमध्ये केली जाते. यामुळे सावली कमी होते आणि प्रकाश शोषण वाढते. पुढच्या बाजूला मेटल कॉन्टॅक्ट्स नसल्यामुळे, IBC सेल फोटॉन रूपांतरणासाठी अधिक मोठे सक्रिय क्षेत्र उपलब्ध करून देतात.
तंत्रज्ञान एकीकरण
IBC पेशी PERC, TOPCon, HJT आणि पेरोव्स्काईट सारख्या इतर तंत्रज्ञानासह एकत्रित होऊ शकतात, ज्यामुळे "TBC" (TOPCon-IBC) आणि "HBC" (HJT-IBC) सारख्या प्रगत संकरित पेशी तयार होतात.
अनुप्रयोग क्षमता
त्यांच्या आकर्षक डिझाइनमुळे, आयबीसी सेल हे बिल्डिंग-इंटिग्रेटेड फोटोव्होल्टाइक्स (BIPV) साठी अत्यंत योग्य आहेत आणि त्यांना उज्ज्वल व्यावसायिक संधी आहेत.
निष्कर्ष
प्रत्येक प्रकारचा पीव्ही सेल अद्वितीय फायदे देतो आणि सौर ऊर्जा तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतो. सततच्या नवनवीन शोधांमुळे, हे तंत्रज्ञान फोटोव्होल्टेइक उद्योगाच्या वाढीला आणि परिवर्तनाला चालना देत आहे.
