ප්රමුඛ පෙළේ පිරිසිදු බලශක්ති විසඳුමක් ලෙස සූර්ය බලශක්ති උත්පාදනය කර්මාන්තයෙන් සැලකිය යුතු අවධානයක් දිනාගෙන ඇත. ඔබ උනන්දුවක් දක්වන්නේ නම්, සූර්ය කෝෂවල ව්යුහය සහ ඒ ආශ්රිත ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ද්රව්ය පිළිබඳව සොයා බලමු.
සූර්ය බලශක්ති උත්පාදනය, බොහෝ විට සූර්ය කෝෂ ලෙස හඳුන්වනු ලබන අතර, හිරු එළිය සෘජුවම විදුලිය බවට පරිවර්තනය කරයි. සූර්ය පැනල වලදී, සූර්යයාගේ ෆෝටෝන අර්ධ සන්නායක ද්රව්යවල පරමාණුක බන්ධනවලින් ඉලෙක්ට්රෝන විස්ථාපනය කරයි. මෙම ඉලෙක්ට්රෝන එකම දිශාවකට චලනය වීමට බල කරන විට, ඒවා ඉලෙක්ට්රොනික උපාංගවලට බලය සැපයිය හැකි හෝ විදුලි ජාලයට පෝෂණය කළ හැකි විද්යුත් ධාරාවක් ජනනය කරයි.
1839 දී ප්රංශ භෞතික විද්යාඥ ඇලෙක්සැන්ඩ්රේ-එඩ්මන්ඩ් බෙකරල් ප්රථම වරට ප්රකාශ වෝල්ටීයතා තාක්ෂණය න්යායාත්මක කළ දා සිට, සූර්ය බලශක්ති උත්පාදනය පර්යේෂණයේ ප්රධාන මාතෘකාවක් වී ඇත. අද වන විට, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය, ජපානය සහ යුරෝපයේ ප්රධාන පර්යේෂණ කණ්ඩායම් ඔවුන්ගේ සූර්ය පද්ධති වාණිජකරණය වේගවත් කිරීමත් සමඟ, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තය සඳහා ජාත්යන්තර වෙළඳපොළ පුළුල් වෙමින් පවතී.
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා මොඩියුල
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල ද්රව්ය වෙනස් වුවද, සියලුම මොඩියුල ඉදිරිපස පැත්තේ සිට පසුපස දක්වා ස්ථර කිහිපයකින් සමන්විත වේ. සූර්යාලෝකය පළමුව ආරක්ෂිත තට්ටුවක් (සාමාන්යයෙන් වීදුරු) හරහා ගමන් කරයි, පසුව විනිවිද පෙනෙන ස්පර්ශක තට්ටුවක් හරහා සෛලය තුළටම ගමන් කරයි. මොඩියුලයේ මධ්යයේ අවශෝෂක ද්රව්යය ඇති අතර එය විද්යුත් ධාරාව ජනනය කිරීම සඳහා ෆෝටෝන අල්ලා ගනී. භාවිතා කරන අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය වර්ගය ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතියේ නිශ්චිත අවශ්යතා මත රඳා පවතී.
අවශෝෂක ද්රව්යයට යටින් පසුපස ලෝහ ස්ථරය ඇති අතර එය විද්යුත් පරිපථය සම්පූර්ණ කරයි. ලෝහ ස්ථරයට පහළින් සංයුක්ත පටල ස්ථරයක් ඇති අතර එය මොඩියුලය ජල ආරක්ෂිත සහ පරිවරණය කරයි. ප්රකාශ වෝල්ටීයතා මොඩියුල බොහෝ විට වීදුරු, ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ හෝ ප්ලාස්ටික් වලින් සාදන ලද අතිරේක ආරක්ෂිත ආධාරක ස්ථරයකින් සමන්විත වේ.
අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධතිවල අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සිලිකන්, බහු ස්ඵටික තුනී පටල හෝ ඒක ස්ඵටික තුනී පටල විය හැකිය. සිලිකන් ද්රව්ය අතර ඒක ස්ඵටික සිලිකන්, බහු ස්ඵටික සිලිකන් සහ අස්ඵටික සිලිකන් ඇතුළත් වේ. එහි නිත්ය ව්යුහය සහිත ඒක ස්ඵටික සිලිකන්, බහු ස්ඵටික සිලිකන් වලට වඩා ඉහළ ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත.
අස්ඵටික සිලිකන් වල, සිලිකන් පරමාණු අහඹු ලෙස බෙදා හරින අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ඒකස්ඵටික සිලිකන් හා සසඳන විට අඩු පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇති වේ. කෙසේ වෙතත්, අස්ඵටික සිලිකන් වලට වැඩි ෆෝටෝන ග්රහණය කර ගත හැකි අතර, එය ජර්මනියම් හෝ කාබන් වැනි මූලද්රව්ය සමඟ මිශ්ර කිරීමෙන් මෙම ගුණාංගය වැඩි දියුණු කළ හැකිය.
තඹ ඉන්ඩියම් ඩයිසෙලනයිඩ් (CIS), කැඩ්මියම් ටෙලුරයිඩ් (CdTe) සහ තුනී පටල සිලිකන් බහුලව භාවිතා වන බහු ස්ඵටික තුනී පටල ද්රව්ය වේ. ගැලියම් ආසනයිඩ් (GaAs) වැනි ඉහළ කාර්යක්ෂම ද්රව්ය බොහෝ විට ඒක ස්ඵටික සිලිකන් තුනී පටල ඇතුළත් කරයි. මෙම ද්රව්ය ස්ඵටිකතාව, කලාප පරතරය ප්රමාණය, අවශෝෂණ හැකියාවන් සහ සැකසීමේ පහසුව වැනි අද්විතීය ගුණාංග මත පදනම්ව නිශ්චිත ප්රකාශ වෝල්ටීයතා යෙදුම් සඳහා තෝරා ගනු ලැබේ.
අර්ධ සන්නායක වලට බලපාන බාහිර සාධක
ස්ඵටික ව්යුහයක පරමාණුක සැකැස්ම අර්ධ සන්නායක ද්රව්යවල ස්ඵටිකතාව තීරණය කරන අතර එය සූර්ය කෝෂවල ආරෝපණ ප්රවාහනය, ධාරා ඝනත්වය සහ ශක්ති පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයට සෘජුවම බලපායි. අර්ධ සන්නායක ද්රව්යවල කලාප පරතරය යනු ඉලෙක්ට්රෝන බැඳී ඇති තත්වයක සිට නිදහස් තත්වයකට ගෙනයාමට (සන්නායකතාවයට ඉඩ සලසමින්) අවශ්ය අවම ශක්තියයි. සාමාන්යයෙන් උදා: ලෙස දැක්වෙන කලාප පරතරය, සංයුජතා කලාපය (අඩු ශක්තිය) සහ සන්නායක කලාපය (ඉහළ ශක්තිය) අතර ශක්ති වෙනස විස්තර කරයි.
අවශෝෂණ සංගුණකය යනු යම් තරංග ආයාමයකින් යුත් ෆෝටෝනයක් අවශෝෂණය වීමට පෙර මාධ්යයකට විනිවිද යා හැකි දුර ප්රමාණනය කරයි. එය සෛලයේ ද්රව්යය සහ අවශෝෂණය කරන ලද ෆෝටෝනයේ තරංග ආයාමය අනුව තීරණය වේ.
විවිධ අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සහ උපාංග සැකසීමේ පිරිවැය සහ පහසුව, භාවිතා කරන ද්රව්ය වර්ගය සහ පරිමාණය, නිෂ්පාදන චක්ර සහ තැන්පත් කිරීමේ කුටියේ සෛලයේ සංක්රමණ ලක්ෂණ ඇතුළු බොහෝ සාධක මත රඳා පවතී. නිශ්චිත ප්රකාශ වෝල්ටීයතා උත්පාදන අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා සෑම සාධකයක්ම තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
