ఫోటోవోల్టాయిక్ (PV) కణాలు సాధారణంగా సిలికాన్ వంటి సెమీకండక్టర్ పదార్థాలతో తయారు చేయబడతాయి మరియు ఇవి ధనాత్మక మరియు రుణాత్మక ఎలక్ట్రోడ్లను కలిగి ఉంటాయి. సూర్యరశ్మికి గురైనప్పుడు, ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్రభావం ఏర్పడి, కాంతి శక్తిని తక్షణమే డైరెక్ట్ కరెంట్ (DC) రూపంలో విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది. ఈ విద్యుత్తును బ్యాటరీలలో నిల్వ చేయవచ్చు లేదా వివిధ రకాల శక్తి అవసరాలను తీర్చడానికి ఇన్వర్టర్ ద్వారా ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ (AC)గా మార్చవచ్చు. అధిక శక్తి ఉత్పాదనల కోసం, PV కణాలను తరచుగా సిరీస్ లేదా ప్యారలల్గా కలిపి మాడ్యూళ్లను ఏర్పరుస్తారు, ఆపై వాటిని శ్రేణులుగా (arrays) అమర్చుతారు.
1. అల్యూమినియం వెనుక ఉపరితల క్షేత్రం (BSF) కణాలు
నిర్మాణం మరియు సూత్రం
BSF కణాలు అనేవి ఒక సాధారణ రకం సౌర కణాలు, ఇవి వెనుక ఎలక్ట్రోడ్గా అల్యూమినియం పూతను ఉపయోగిస్తాయి. ఇది ఒక వెనుక విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది ఎలక్ట్రాన్లను వెనుక ఎలక్ట్రోడ్కు నడిపించడంలో సహాయపడుతుంది, తద్వారా శక్తి మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది. ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో భాగంగా, N-రకం ప్రాంతాన్ని సృష్టించడానికి సిలికాన్ ఉపరితలాన్ని ఫాస్ఫరస్తో డోపింగ్ చేయడం, ముందు వైపున P-రకం ప్రాంతాన్ని ఏర్పరచడానికి ఒక ఫిల్మ్ లేదా పూతను పూయడం, మరియు ఒక pn జంక్షన్ను ఏర్పరచడం జరుగుతుంది. చివరగా, కరెంట్ను సేకరించడానికి మెటల్ గ్రిడ్లను జోడిస్తారు.
అభివృద్ధి చరిత్ర
1973లో తొలిసారిగా ప్రతిపాదించబడిన BSF సెల్లు, వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులోకి వచ్చిన మొట్టమొదటి క్రిస్టలైన్ సిలికాన్ సెల్ నిర్మాణం. 2016 నాటికి, అవి మార్కెట్ వాటాలో 90% పైగా ఆక్రమించాయి.
ప్రయోజనాలు
BSF కణాలు వాటి సరళత, తక్కువ ఖర్చు మరియు పరిణతి చెందిన సాంకేతికతకు ప్రసిద్ధి చెందాయి.
2. PERC కణాలు
నామకరణ మూలం
PERC అంటే Passivated Emitter and Rear Cell.
ప్రక్రియ మరియు పనితీరు
సాంప్రదాయ BSF సెల్ల ఆధారంగా, PERC టెక్నాలజీ వెనుక ఉపరితల పాసివేషన్ మరియు లేజర్ ఓపెనింగ్ అనే రెండు కీలక దశలను జోడించి, సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది. తయారీ ప్రక్రియలో వేఫర్ క్లీనింగ్ మరియు టెక్చరింగ్, pn జంక్షన్లను సృష్టించడానికి డిఫ్యూజన్, సెలెక్టివ్ ఎమిటర్ల కోసం లేజర్ డోపింగ్, వెనుక పాసివేషన్, లేజర్ డ్రిల్లింగ్, స్క్రీన్ ప్రింటింగ్, సింటరింగ్ మరియు టెస్టింగ్ ఉంటాయి.
ప్రయోజనాలు
PERC సెల్లు సరళమైన నిర్మాణం, తక్కువ తయారీ ప్రక్రియ మరియు అధిక పరికర పరిపక్వతను కలిగి ఉంటాయి.
3. హెటెరోజంక్షన్ (HJT) కణాలు
నిర్మాణం
HJT కణాలు అనేవి స్ఫటికాకార సిలికాన్ సబ్స్ట్రేట్లు మరియు నిరాకార సిలికాన్ ఫిల్మ్లను కలిపి తయారు చేసిన హైబ్రిడ్ సౌర కణాలు. ఇవి ముందు మరియు వెనుక ఉపరితలాలను నిష్క్రియం చేయడానికి హెటెరోజంక్షన్ ఇంటర్ఫేస్ వద్ద ఇంట్రిన్సిక్ నిరాకార సిలికాన్ పొరలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ సమరూప నిర్మాణంలో ఒక N-రకం స్ఫటికాకార సిలికాన్ సబ్స్ట్రేట్, కాంతి ప్రసరించే వైపున ఒక Pi నిరాకార సిలికాన్ పొర, వెనుక వైపున ఒక iN నిరాకార సిలికాన్ పొర, మరియు రెండు వైపులా పారదర్శక ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు బస్బార్లు ఉంటాయి. వీటిని బైఫేషియల్ కణాలు అంటారు.
ప్రయోజనాలు
HJT సెల్లు అధిక సామర్థ్యం, తక్కువ క్షీణత, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గుణకం, అధిక బైఫేషియాలిటీ, సరళీకృత ప్రక్రియలు మరియు పలుచని వేఫర్లకు అనుకూలత వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి.
4. TOPCon కణాలు
సాంకేతిక సూత్రం
TOPCon (టన్నెల్ ఆక్సైడ్ పాసివేటెడ్ కాంటాక్ట్) సెల్లు సెలెక్టివ్ క్యారియర్ సూత్రంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. వీటిలో ఒకవైపు అతి పలుచని సిలికాన్ ఆక్సైడ్ పొర, మరోవైపు వెనుకవైపు డోప్ చేయబడిన సిలికాన్ పొర ఉంటాయి, ఇవి కలిసి ఒక పాసివేటెడ్ కాంటాక్ట్ నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఇది ఉపరితల మరియు లోహ కాంటాక్ట్ రీకాంబినేషన్ను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా N-PERT సెల్లలో సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి గణనీయమైన అవకాశాన్ని కల్పిస్తుంది.
ప్రక్రియ లక్షణాలు
TOPCon సెల్స్ N-రకం సిలికాన్ సబ్స్ట్రేట్లను ఉపయోగిస్తాయి మరియు ఇప్పటికే ఉన్న P-రకం ఉత్పత్తి లైన్లకు, బోరాన్ డిఫ్యూజన్ మరియు థిన్-ఫిల్మ్ డిపోజిషన్ పరికరాలను జోడించడం వంటి అతి తక్కువ మార్పులు మాత్రమే అవసరం. ఇవి వెనుక వైపు ఓపెనింగ్లు మరియు అలైన్మెంట్ అవసరాన్ని తొలగిస్తాయి, తద్వారా తయారీని సులభతరం చేస్తూ, PERC మరియు N-PERT సెల్ ప్రక్రియలతో అనుకూలతను పెంచుతాయి.
ప్రయోజనాలు
TOPCon కణాలు తక్కువ క్షీణత, అధిక బైఫేషియాలిటీ మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గుణకాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి, ఇవి సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్లలో అద్భుతమైన పనితీరును అందిస్తాయి.
5. IBC కణాలు
నిర్మాణం మరియు సూత్రం
ఇంటర్డిజిటేటెడ్ బ్యాక్ కాంటాక్ట్ (IBC) సెల్స్ అన్ని ఫ్రంట్-సైడ్ ఎలక్ట్రోడ్ గ్రిడ్ లైన్లను వెనుకకు తరలించి, pn జంక్షన్లు మరియు మెటల్ కాంటాక్ట్లను ఇంటర్డిజిటేటెడ్ పద్ధతిలో అమర్చుతాయి. ఇది షేడింగ్ను తగ్గించి, కాంతి శోషణను పెంచుతుంది. ఫ్రంట్-సైడ్ మెటల్ కాంటాక్ట్లు లేకపోవడం వల్ల, IBC సెల్స్ ఫోటాన్ మార్పిడికి పెద్ద యాక్టివ్ ఏరియాను అందిస్తాయి.
సాంకేతిక ఏకీకరణ
IBC కణాలు PERC, TOPCon, HJT మరియు పెరోవ్స్కైట్ వంటి ఇతర సాంకేతికతలతో ఏకీకృతం కాగలవు, తద్వారా "TBC" (TOPCon-IBC) మరియు "HBC" (HJT-IBC) వంటి అధునాతన హైబ్రిడ్ కణాలను ఏర్పరుస్తాయి.
అప్లికేషన్ పొటెన్షియల్
వాటి ఆకర్షణీయమైన డిజైన్తో, ఐబిసి కణాలు బిల్డింగ్-ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోవోల్టాయిక్స్ (BIPV)కు బాగా సరిపోతాయి మరియు బలమైన వాణిజ్య అవకాశాలను కలిగి ఉన్నాయి.
ముగింపు
ప్రతి రకం PV సెల్ ప్రత్యేకమైన ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది మరియు సౌర విద్యుత్ సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. నిరంతర ఆవిష్కరణల ద్వారా, ఈ సాంకేతికతలు ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమ యొక్క వృద్ధిని మరియు పరివర్తనను నడిపిస్తున్నాయి.
