सौर पेशी, ज्यांना फोटोव्होल्टेइक पेशी असेही म्हणतात, सूर्यप्रकाशाचे थेट विद्युत ऊर्जेमध्ये रूपांतर करतात. सौर पेशींची कार्यक्षमता मोजण्यासाठी सामान्यतः रेडिओमीटरचा वापर करून पडणाऱ्या सूर्यप्रकाशाच्या शक्तीचे मूल्यांकन केले जाते आणि कमाल शक्ती बिंदूवर (maximum power point) मिळणारी विद्युत शक्ती निश्चित केली जाते. तथापि, पेशींची कार्यक्षमता सौर वर्णपटावर अवलंबून असल्यामुळे या प्रक्रियेला आव्हानांचा सामना करावा लागतो, जो ऋतूमानातील बदल, भौगोलिक स्थान आणि हवामानाच्या परिस्थितीनुसार बदलतो. हे घटक, रेडिओमीटरमधील अंशांकन त्रुटींसह, विसंगत आणि चुकीच्या मापनास कारणीभूत ठरू शकतात.
अशा समस्या कमी करण्यासाठी, बहुतेक उत्पादक नियंत्रित वातावरणात सौर सेलची कार्यक्षमता तपासण्यासाठी सौर सिम्युलेटर वापरतात. हे सिम्युलेटर मानक परिस्थितीत सूर्यप्रकाशाच्या वर्णक्रमीय वितरणाशी जुळणाऱ्या मानक सेलचा वापर करून कॅलिब्रेट केले जातात.
अस्फटिक सिलिकॉन पातळ-थर सौर पेशींच्या चाचणीतील सामान्य अडचणी
काही प्रयोगशाळा आणि चाचणी संस्था अस्फटिक सिलिकॉन थिन-फिल्म पेशींचे मूल्यांकन करण्यासाठी स्फटिक सिलिकॉन पेशींचा संदर्भ मानक म्हणून वापर करतात. या पद्धतीमुळे अनेकदा मोजमापात लक्षणीय त्रुटी निर्माण होतात, ज्यामुळे अस्फटिक सिलिकॉन पेशींच्या कार्यक्षमतेबद्दल शंका निर्माण होते.
सौर सेल चाचणीसाठी आंतरराष्ट्रीय मानके
सुसंगत आणि विश्वसनीय तुलना सुनिश्चित करण्यासाठी, आंतरराष्ट्रीय चाचणी मानके सौर सेल मूल्यांकनासाठी विशिष्ट अटी परिभाषित करतात:
स्पेक्ट्रम: एएम१.५
किरणोत्सर्ग: १००० वॅट/मी²
तापमान: २५°से
जेव्हा सूर्यप्रकाश 48.2° च्या शिरोबिंदू कोनाशी संबंधित कोनातून वातावरणातून जातो, तेव्हाच्या सौर वर्णपटाला AM1.5 म्हणतात.
अचूक मोजमापासाठी, दोन प्रमुख अटींची पूर्तता होणे आवश्यक आहे:
संदर्भ सेल आणि चाचणी सेलचा स्पेक्ट्रल प्रतिसाद एका विशिष्ट मर्यादेत जुळणे आवश्यक आहे, जे सामान्यतः एकाच सेमीकंडक्टर मटेरियलपासून आणि समान उत्पादन प्रक्रियेने बनवलेले संदर्भ आणि चाचणी सेल वापरून साध्य केले जाते.
सिम्युलेटरमधील प्रकाश स्रोताची वर्णक्रमीय रचना AM1.5 मानकाच्या वर्णक्रमीय रचनेशी तंतोतंत जुळली पाहिजे.
अस्फटिक सिलिकॉन पेशींसाठी विशेष विचार
अस्फटिक सिलिकॉन पेशी (Amorphous silicon cells) या पदार्थ आणि वर्णक्रमीय प्रतिसादाच्या (spectral response) बाबतीत स्फटिक सिलिकॉन पेशींपेक्षा (Crystallic silicon cells) लक्षणीयरीत्या भिन्न असतात. अचूक चाचणीसाठी खालील प्रमुख बाबी विचारात घ्याव्यात:
प्रदीपन मापांकन:
प्रदीपन अंशांकनासाठी खास तयार केलेला अस्फटिक सिलिकॉन संदर्भ सेल वापरा. या उद्देशासाठी स्फटिक सिलिकॉन सेल वापरल्यास वर्णपटीय विसंगतीमुळे निरर्थक परिणाम मिळू शकतात. जरी एक आदर्श प्रकाश स्रोत उपलब्ध असला तरी, सामान्य प्रयोगशाळा किंवा उत्पादन वातावरणात अचूक परिणाम मिळवणे आव्हानात्मकच राहते.
प्रकाश स्रोताची निवड:
सोलर सिम्युलेटरने ३०० एनएम ते ८०० एनएम दरम्यान स्पेक्ट्रल रेंज असलेला प्रकाश स्रोत वापरावा, जो एएम१.५ स्पेक्ट्रमशी जवळून जुळतो. सामान्य झेनॉन लॅम्प सिम्युलेटरमध्ये अनेकदा इन्फ्रारेड-समृद्ध स्पेक्ट्रम (८०० एनएम ते ११०० एनएम) असतो, जो मानकांपेक्षा वेगळा असतो, ज्यामुळे लक्षणीय विसंगती निर्माण होते.
स्पेक्ट्रल प्रतिसाद:
सौर सेलचा वर्णक्रमीय प्रतिसाद म्हणजे दिलेल्या तरंगलांबीवर प्रति फोटॉन निर्माण होणाऱ्या चार्ज कॅरिअर्सची संख्या होय. क्रिस्टलाइन सिलिकॉन सेलच्या ४०० एनएम ते ११०० एनएम या वर्णक्रमीय प्रतिसाद श्रेणीच्या तुलनेत, अमोर्फस सिलिकॉन सेलची वर्णक्रमीय प्रतिसाद श्रेणी ४०० एनएम ते ८०० एनएम असते. क्रिस्टलाइन सिलिकॉन मानकांसह कॅलिब्रेट केलेल्या सिम्युलेटरचा वापर करून अमोर्फस सिलिकॉन सेलची चाचणी करताना, इन्फ्रारेड-समृद्ध वर्णक्रम (८०० एनएम ते ११०० एनएम) क्रिस्टलाइन सेलच्या प्रवाहामध्ये योगदान देतो, परंतु अमोर्फस सेलमध्ये नाही. यामुळे अमोर्फस सिलिकॉन सेलच्या प्रवाहाचा आणि एकूण कामगिरीचा गंभीरपणे कमी अंदाज येतो.
याव्यतिरिक्त, अमोर्फस सिलिकॉन सेलच्या स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्सवर बायस लाईट आणि व्होल्टेज यांसारख्या घटकांचा प्रभाव पडतो, त्यामुळे गैर-मानक परिस्थितीत या व्हेरिएबल्सचा विचार करणे महत्त्वाचे ठरते.
अस्फटिक सिलिकॉन थिन-फिल्म सौर पेशींच्या अचूक चाचणीसाठी प्रदीपन मापांकन, प्रकाश स्रोताची निवड आणि वर्णक्रमीय प्रतिसाद संरेखन यांकडे काळजीपूर्वक लक्ष देणे आवश्यक आहे. या मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन केल्याने विश्वसनीय परिणाम सुनिश्चित होतात आणि अयोग्य मापांकन पद्धतींशी संबंधित त्रुटी टाळता येतात.
