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सौर पैनलों के सिद्धांत का चित्रण

सौर पैनलों के सिद्धांत का चित्रण

सौर ऊर्जा मानव जाति के लिए सबसे अच्छा ऊर्जा स्रोत है, और इसकी अटूट और नवीकरणीय विशेषताएं यह निर्धारित करती हैं कि यह मानव जाति के लिए सबसे सस्ता और सबसे व्यावहारिक ऊर्जा स्रोत बन जाएगी। सौर पैनल किसी भी पर्यावरणीय प्रदूषण के बिना स्वच्छ ऊर्जा हैं। दयांग ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स हाल के वर्षों में तेजी से विकसित हुआ है, यह सबसे गतिशील अनुसंधान क्षेत्र है, और सबसे हाई-प्रोफाइल परियोजनाओं में से एक भी है।

सौर पैनल बनाने की विधि मुख्य रूप से अर्धचालक सामग्रियों पर आधारित है, और इसका कार्य सिद्धांत फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण प्रतिक्रिया के बाद प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक सामग्रियों का उपयोग करना है, उपयोग की जाने वाली विभिन्न सामग्रियों के अनुसार, इन्हें विभाजित किया जा सकता है: सिलिकॉन-आधारित सौर सेल और पतली -फिल्म सौर सेल, आज मुख्य रूप से आपसे सिलिकॉन आधारित सौर पैनलों के बारे में बात करने के लिए।

सबसे पहले, सिलिकॉन सौर पैनल

सिलिकॉन सौर सेल कार्य सिद्धांत और संरचना आरेख सौर सेल बिजली उत्पादन का सिद्धांत मुख्य रूप से अर्धचालकों का फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव है, और अर्धचालकों की मुख्य संरचना इस प्रकार है:

एक धनात्मक आवेश एक सिलिकॉन परमाणु का प्रतिनिधित्व करता है, और एक ऋणात्मक आवेश एक सिलिकॉन परमाणु की परिक्रमा करने वाले चार इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करता है। जब सिलिकॉन क्रिस्टल को अन्य अशुद्धियों, जैसे बोरॉन, फॉस्फोरस, आदि के साथ मिलाया जाता है, जब बोरॉन जोड़ा जाता है, तो सिलिकॉन क्रिस्टल में एक छेद होगा, और इसका गठन निम्नलिखित आंकड़े को संदर्भित कर सकता है:

एक धनात्मक आवेश एक सिलिकॉन परमाणु का प्रतिनिधित्व करता है, और एक ऋणात्मक आवेश एक सिलिकॉन परमाणु की परिक्रमा करने वाले चार इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करता है। पीला रंग सम्मिलित बोरॉन परमाणु को इंगित करता है, क्योंकि बोरॉन परमाणु के चारों ओर केवल 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए यह चित्र में दिखाए गए नीले छेद का उत्पादन करेगा, जो बहुत अस्थिर हो जाता है क्योंकि कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, और इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करना और बेअसर करना आसान होता है , एक P (धनात्मक) प्रकार का अर्धचालक बनाता है। इसी तरह, जब फॉस्फोरस परमाणुओं को शामिल किया जाता है, क्योंकि फॉस्फोरस परमाणुओं में पांच इलेक्ट्रॉन होते हैं, एक इलेक्ट्रॉन बहुत सक्रिय हो जाता है, जिससे एन (नकारात्मक) प्रकार के अर्धचालक बनते हैं। पीले वाले फॉस्फोरस नाभिक हैं, और लाल वाले अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन हैं। जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है।

पी-प्रकार अर्धचालकों में अधिक छेद होते हैं, जबकि एन-प्रकार अर्धचालकों में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए जब पी-प्रकार और एन-प्रकार अर्धचालक संयुक्त होते हैं, तो संपर्क सतह पर एक विद्युत संभावित अंतर बनेगा, जो पीएन जंक्शन है।

जब पी-प्रकार और एन-प्रकार अर्धचालक संयुक्त होते हैं, तो दो अर्धचालकों के इंटरफेसियल क्षेत्र में एक विशेष पतली परत बनती है), और इंटरफ़ेस के पी-प्रकार पक्ष को नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है और एन-प्रकार वाले पक्ष को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि पी-प्रकार के अर्धचालकों में कई छेद होते हैं, और एन-प्रकार के अर्धचालकों में कई मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, और एकाग्रता में अंतर होता है। एन क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन पी क्षेत्र में फैल जाते हैं, और पी क्षेत्र में छेद एन क्षेत्र में फैल जाते हैं, जिससे एन से पी तक निर्देशित एक "आंतरिक विद्युत क्षेत्र" बनता है, जिससे प्रसार को आगे बढ़ने से रोका जाता है। संतुलन तक पहुंचने के बाद संभावित अंतर बनाने के लिए एक ऐसी विशेष पतली परत बनाई जाती है, जो पीएन जंक्शन है।

जब वेफर प्रकाश के संपर्क में आता है, तो पीएन जंक्शन में एन-प्रकार अर्धचालक के छेद पी-प्रकार क्षेत्र में चले जाते हैं, और पी-प्रकार क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन एन-प्रकार क्षेत्र में चले जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप करंट उत्पन्न होता है एन-प्रकार क्षेत्र से पी-प्रकार क्षेत्र तक। फिर पीएन जंक्शन में एक संभावित अंतर बनता है, जो बिजली की आपूर्ति बनाता है।