ஒரு முன்னணி தூய்மையான ஆற்றல் தீர்வாக, சூரிய மின் உற்பத்தி தொழில்துறையிடமிருந்து குறிப்பிடத்தக்க கவனத்தைப் பெற்றுள்ளது. உங்களுக்கு ஆர்வம் இருந்தால், சூரிய மின்கலங்களின் அமைப்பு மற்றும் அது தொடர்பான ஒளிமின்னழுத்தப் பொருட்கள் பற்றி விரிவாகப் பார்ப்போம்.
சூரிய மின்கலங்கள் என பொதுவாக குறிப்பிடப்படும் சூரிய மின் உற்பத்தி, சூரிய ஒளியை நேரடியாக மின்சாரமாக மாற்றுகிறது. சூரியத் தகடுகளில், சூரியனிலிருந்து வரும் ஃபோட்டான்கள் குறைக்கடத்திப் பொருட்களின் அணுப் பிணைப்புகளிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றுகின்றன. இந்த எலக்ட்ரான்கள் ஒரே திசையில் நகர நிர்பந்திக்கப்படும்போது, அவை ஒரு மின்சாரத்தை உருவாக்குகின்றன. இந்த மின்சாரத்தை மின்னணு சாதனங்களுக்கு ஆற்றலளிக்கவோ அல்லது மின் கட்டமைப்புக்குள் செலுத்தவோ பயன்படுத்தலாம்.
1839-ல் பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் அலெக்சாண்டர்-எட்மண்ட் பெக்ரெல் முதன்முதலில் ஒளிமின்னழுத்தத் தொழில்நுட்பத்திற்கான கோட்பாட்டை முன்வைத்ததிலிருந்து, சூரிய மின் உற்பத்தி ஒரு முக்கிய ஆராய்ச்சித் தலைப்பாக இருந்து வருகிறது. இன்று, அமெரிக்கா, ஜப்பான் மற்றும் ஐரோப்பாவைச் சேர்ந்த முக்கிய ஆராய்ச்சிக் குழுக்கள் தங்களின் சூரிய அமைப்புகளின் வணிகமயமாக்கலைத் துரிதப்படுத்துவதால், ஒளிமின்னழுத்தத் தொழில்துறைக்கான சர்வதேச சந்தை தொடர்ந்து விரிவடைந்து வருகிறது.
ஒளிமின்னழுத்த தொகுதிகள்
ஒளிமின்னழுத்த அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்கள் வேறுபட்டாலும், அனைத்துத் தொகுதிகளும் முன்பக்கத்திலிருந்து பின்பக்கம் வரை பல அடுக்குகளைக் கொண்டுள்ளன. சூரிய ஒளி முதலில் ஒரு பாதுகாப்பு அடுக்கு (பொதுவாக கண்ணாடி) வழியாகவும், பின்னர் ஒரு ஒளிபுகும் தொடர்பு அடுக்கு வழியாகவும் மின்கலத்திற்குள் செல்கிறது. தொகுதியின் மையத்தில் உறிஞ்சும் பொருள் உள்ளது, இது ஃபோட்டான்களைப் பிடித்து மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது. பயன்படுத்தப்படும் குறைக்கடத்திப் பொருளின் வகை, ஒளிமின்னழுத்த அமைப்பின் குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பொறுத்தது.
உறிஞ்சும் பொருளுக்குக் கீழே பின்புற உலோக அடுக்கு உள்ளது, இது மின்சுற்றை நிறைவு செய்கிறது. உலோக அடுக்குக்குக் கீழே ஒரு கலவைப் படல அடுக்கு உள்ளது, இது தொகுதியை நீர்ப்புகாததாகவும் மற்றும் மின்காப்புடையதாகவும் ஆக்குகிறது. ஒளிமின்னழுத்தத் தொகுதிகள் பெரும்பாலும் கண்ணாடி, அலுமினியக் கலவை அல்லது பிளாஸ்டிக்கால் செய்யப்பட்ட ஒரு கூடுதல் பாதுகாப்புப் பின்புற அடுக்கைக் கொண்டிருக்கும்.
குறைக்கடத்தி பொருட்கள்
ஒளிமின்னழுத்த அமைப்புகளில் உள்ள குறைக்கடத்திப் பொருட்கள் சிலிக்கான், பலபடிக மென்படலங்கள் அல்லது ஒற்றைப்படிக மென்படலங்களாக இருக்கலாம். சிலிக்கான் பொருட்களில் ஒற்றைப்படிக சிலிக்கான், பலபடிக சிலிக்கான் மற்றும் உருவமற்ற சிலிக்கான் ஆகியவை அடங்கும். ஒற்றைப்படிக சிலிக்கான், அதன் சீரான கட்டமைப்பின் காரணமாக, பலபடிக சிலிக்கானை விட அதிக ஒளிமின்னழுத்த மாற்றத் திறனைக் கொண்டுள்ளது.
படிகமற்ற சிலிக்கானில், சிலிக்கான் அணுக்கள் சீரற்ற முறையில் பரவியிருப்பதால், ஒற்றைப்படிக சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடும்போது அதன் மாற்றும் திறன் குறைவாக உள்ளது. இருப்பினும், படிகமற்ற சிலிக்கானால் அதிக ஃபோட்டான்களை ஈர்க்க முடியும், மேலும் அதனை ஜெர்மானியம் அல்லது கார்பன் போன்ற தனிமங்களுடன் கலப்புலோகம் செய்வதன் மூலம் இந்தப் பண்பை மேம்படுத்தலாம்.
காப்பர் இண்டியம் டைசெலினைடு (CIS), காட்மியம் டெலூரைடு (CdTe) மற்றும் மென்படல சிலிக்கான் ஆகியவை பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பலபடிக மென்படலப் பொருட்கள் ஆகும். காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) போன்ற உயர் செயல்திறன் கொண்ட பொருட்கள் பெரும்பாலும் ஒற்றைப்படிக சிலிக்கான் மென்படலங்களைக் கொண்டுள்ளன. இந்தப் பொருட்கள், படிகத்தன்மை, பட்டை இடைவெளி அளவு, உறிஞ்சும் திறன்கள் மற்றும் செயலாக்க எளிமை போன்ற தனித்துவமான பண்புகளின் அடிப்படையில் குறிப்பிட்ட ஒளிமின்னழுத்தப் பயன்பாடுகளுக்காகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.
குறைக்கடத்திகளைப் பாதிக்கும் வெளிப்புற காரணிகள்
ஒரு படிக அமைப்பில் உள்ள அணுக்களின் வரிசையமைப்பு, குறைக்கடத்திப் பொருட்களின் படிகத்தன்மையை நிர்ணயிக்கிறது. இது சூரிய மின்கலங்களின் மின்னூட்டக் கடத்தல், மின்னோட்ட அடர்த்தி மற்றும் ஆற்றல் மாற்றத் திறன் ஆகியவற்றில் நேரடியாகத் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. குறைக்கடத்திப் பொருட்களின் பட்டை இடைவெளி என்பது, எலக்ட்ரான்களை ஒரு பிணைந்த நிலையிலிருந்து ஒரு கட்டற்ற நிலைக்கு (கடத்தலை அனுமதிக்கும் வகையில்) நகர்த்துவதற்குத் தேவைப்படும் குறைந்தபட்ச ஆற்றலைக் குறிக்கிறது. பொதுவாக Eg எனக் குறிக்கப்படும் இந்தப் பட்டை இடைவெளி, இணைதிறன் பட்டைக்கும் (குறைந்த ஆற்றல்) கடத்துதல் பட்டைக்கும் (அதிக ஆற்றல்) இடையேயான ஆற்றல் வேறுபாட்டை விவரிக்கிறது.
உட்கிரகிப்புக் குணகம் என்பது, ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளமுள்ள ஃபோட்டான், உறிஞ்சப்படுவதற்கு முன்பு ஒரு ஊடகத்தினுள் ஊடுருவக்கூடிய தூரத்தை அளவிடுகிறது. இது கலத்தின் பொருள் மற்றும் உறிஞ்சப்பட்ட ஃபோட்டானின் அலைநீளம் ஆகியவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
பல்வேறு குறைக்கடத்திப் பொருட்கள் மற்றும் சாதனங்களைச் செயலாக்குவதற்கான செலவும் எளிமையும், பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களின் வகை மற்றும் அளவு, உற்பத்திச் சுழற்சிகள், மற்றும் படிவு அறையில் மின்கலத்தின் இடப்பெயர்வுப் பண்புகள் உள்ளிட்ட பல காரணிகளைச் சார்ந்துள்ளன. ஒவ்வொரு காரணியும் குறிப்பிட்ட ஒளிமின்னழுத்த உற்பத்தித் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதில் ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கிறது.
