شمسی خلیوں کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے جب الیکٹران ہول کے جوڑے مؤثر طریقے سے استعمال ہونے سے پہلے دوبارہ اکٹھے ہو جاتے ہیں۔ جب سیمی کنڈکٹر مناسب طول موج پر روشنی کو جذب کرتا ہے تو الیکٹران ہول کے جوڑے پیدا ہوتے ہیں۔ الیومینیشن کے تحت، مواد میں کیریئر کا ارتکاز اس کی توازن کی قدر سے زیادہ ہے۔ ایک بار جب روشنی کا منبع ہٹا دیا جاتا ہے، تو کیریئر کا ارتکاز اپنی توازن کی حالت میں اس عمل میں ختم ہو جاتا ہے جسے عام طور پر دوبارہ ملاپ کہا جاتا ہے۔ ذیل میں کئی مختلف بحالی میکانزم ہیں:
1. ریڈی ایٹیو ری کمبینیشن
ریڈی ایٹیو ری کمبینیشن روشنی جذب کرنے کے عمل کا الٹ ہے، جہاں ایک الیکٹران اعلی توانائی والی حالت سے واپس کم توانائی کی حالت میں منتقل ہوتا ہے، اضافی توانائی کو روشنی کے طور پر چھوڑتا ہے۔ اس قسم کا دوبارہ ملاپ سیمی کنڈکٹر لیزرز اور لائٹ ایمیٹنگ ڈایڈس (ایل ای ڈی) میں اہم ہے لیکن سلکان سولر سیلز میں غالب نہیں ہے۔
2. Auger Recombination
Auger recombination اثر آئنائزیشن کا الٹا عمل ہے۔ جب ایک الیکٹران اور سوراخ دوبارہ مل جاتے ہیں تو اضافی توانائی روشنی کے طور پر جاری ہونے کے بجائے دوسرے الیکٹران میں منتقل ہو جاتی ہے۔ پرجوش الیکٹران پھر اپنی اصل حالت میں واپس آ جاتا ہے، فونون (وائبریشن انرجی) جاری کرتا ہے۔ اوجر کا دوبارہ ملاپ خاص طور پر بھاری ڈوپ والے مواد میں واضح ہو جاتا ہے، خاص طور پر جب ناپاکی کا ارتکاز 10¹⁷ cm⁻³ سے زیادہ ہو جاتا ہے، جو اس طرح کے معاملات میں دوبارہ ملاپ کے عمل کو غالب بناتا ہے۔
3. ٹریپ اسسٹڈ ری کمبینیشن
سیمی کنڈکٹرز میں نجاست اور نقائص ممنوعہ بینڈ گیپ کے اندر اجازت شدہ توانائی کی سطح پیدا کرتے ہیں۔ یہ خرابی والی توانائی کی سطحیں دو قدمی دوبارہ ملاپ کے عمل کو آسان بناتی ہیں: ایک الیکٹران پہلے ترسیل بینڈ سے عیب کی سطح تک اور پھر والینس بینڈ تک آرام کرتا ہے، جہاں یہ ایک سوراخ کے ساتھ دوبارہ جوڑتا ہے۔ یہ عمل دوبارہ ملاپ کو فروغ دینے میں انتہائی موثر ہے اور شمسی خلیوں کی کارکردگی کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتا ہے۔
4. سطح کا دوبارہ ملاپ
سیمی کنڈکٹر کی سطح کو ایک ایسے علاقے کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے جس میں کرسٹل ڈھانچے کے ختم ہونے کی وجہ سے نقائص کا زیادہ ارتکاز ہو۔ یہ سطحی نقائص ممنوعہ بینڈ گیپ کے اندر توانائی کی متعدد حالتیں پیدا کرتے ہیں، جہاں دوبارہ ملاپ آسانی سے ہو سکتا ہے۔ سطح کا دوبارہ ملاپ ایک اہم عنصر ہے کیونکہ سطح پر کرسٹل کا ڈھانچہ انتہائی بے قاعدہ ہے، جس کی وجہ سے ان خطوں میں دوبارہ ملاپ کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔
نتیجہ
عملی شمسی خلیوں میں، یہ دوبارہ ملاپ کے طریقہ کار مجموعی کارکردگی کے نقصانات میں حصہ ڈالتے ہیں۔ سیل ڈیزائنرز کا کام کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ان نقصانات کو کم کرنا ہے۔ ہر دوبارہ ملاپ کا عمل مختلف چیلنجوں کو پیش کرتا ہے، اور شمسی خلیوں کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے مادی انتخاب، سطح کے گزرنے، اور بہتر ڈوپنگ لیولز کے ذریعے ان پر قابو پانا ضروری ہے۔ مزید برآں، مختلف ڈیزائن کی خصوصیات مارکیٹ میں مختلف تجارتی شمسی خلیوں میں فرق کرتی ہیں، جو ان کی کارکردگی اور استعمال کی صلاحیت کو متاثر کرتی ہیں۔
