फोटोभोटिक्स भनेको के हो?

माथिको रेखाचित्रले आधारभूत फोटोभोल्टिक सेलको सञ्चालनलाई चित्रण गर्छ, जसलाई सौर्य सेल पनि भनिन्छ। सौर्य कक्षहरू माइक्रोइलेक्ट्रोनिक्स उद्योगमा प्रयोग हुने सिलिकन जस्ता अर्धचालक सामग्रीहरूबाट बनेका हुन्छन्। सौर्य कक्षहरूको लागि, एक पातलो अर्धचालक वेफरलाई विशेष रूपमा विद्युतीय क्षेत्र बनाउनको लागि उपचार गरिन्छ, एकातिर सकारात्मक र अर्कोतिर नकारात्मक। जब प्रकाश ऊर्जाले सौर्य सेललाई प्रहार गर्दछ, इलेक्ट्रोनहरू अर्धचालक सामग्रीमा परमाणुहरूबाट ढिलो हुन्छन्। यदि विद्युतीय परिचालकहरूलाई सकारात्मक र नकारात्मक पक्षहरूमा जोडिएको छ, विद्युतीय सर्किट बनाउँछ भने, इलेक्ट्रोनहरू विद्युतीय प्रवाहको रूपमा कब्जा गर्न सकिन्छ - अर्थात्, बिजुली। यस बिजुलीलाई त्यसपछि लाइट वा उपकरण जस्ता लोड गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

एक अर्कामा विद्युतीय रूपमा जडान भएका र समर्थन संरचना वा फ्रेममा राखिएका धेरै सौर्य कक्षहरूलाई फोटोभोल्टिक मोड्युल भनिन्छ। मोड्युलहरू एक निश्चित भोल्टेजमा बिजुली आपूर्ति गर्न डिजाइन गरिएको हो, जस्तै साधारण १२ भोल्ट प्रणाली। हालको उत्पादन सीधा मोड्युलमा कति प्रकाश प्रहार गर्दछ मा निर्भर गर्दछ।

आजको सबैभन्दा सामान्य PV यन्त्रहरूले एकल जंक्शन वा इन्टरफेस प्रयोग गर्दछ, PV सेल जस्ता अर्धचालक भित्र विद्युतीय क्षेत्र सिर्जना गर्न। एकल-जंक्शन PV सेलमा, केवल फोटोनहरू जसको ऊर्जा सेल सामग्रीको ब्यान्ड ग्याप बराबर वा बढी छ, विद्युतीय सर्किटको लागि इलेक्ट्रोन मुक्त गर्न सक्छ। अर्को शब्दमा, एकल-जंक्शन सेलहरूको फोटोभोल्टिक प्रतिक्रिया सूर्यको स्पेक्ट्रमको भागमा सीमित छ जसको ऊर्जा अवशोषित सामग्रीको ब्यान्ड ग्यापभन्दा माथि छ, र तल्लो-ऊर्जा फोटानहरू प्रयोग हुँदैनन्।

यस सीमाको वरिपरि प्राप्त गर्ने एउटा तरिका भनेको भोल्टेज उत्पन्न गर्न एक भन्दा बढी ब्यान्ड ग्याप र एक भन्दा बढी जंक्शनको साथ दुई (वा बढी) फरक कक्षहरू प्रयोग गर्नु हो। यिनीहरूलाई "मल्टीजंक्शन" कक्षहरू ("क्यास्केड" वा "टेन्डम" कक्षहरू पनि भनिन्छ) भनिन्छ। मल्टिजंक्शन उपकरणहरूले उच्च कुल रूपान्तरण दक्षता हासिल गर्न सक्छ किनभने तिनीहरूले प्रकाशको ऊर्जा स्पेक्ट्रमलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्न सक्छन्।

तल देखाइए अनुसार, मल्टिजंक्शन यन्त्र ब्यान्ड ग्याप (जस्तै) को घट्दो क्रममा व्यक्तिगत एकल-जंक्शन कक्षहरूको स्ट्याक हो। शीर्ष सेलले उच्च-ऊर्जा फोटानहरू कब्जा गर्छ र बाँकी फोटनहरूलाई तल्लो-ब्यान्ड-ग्याप सेलहरूद्वारा अवशोषित गर्न पास गर्दछ।