സോളാർ പാനലുകളുടെ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദന തത്വം

അർദ്ധചാലക പിഎൻ ജംഗ്ഷനിൽ സൂര്യൻ പ്രകാശിക്കുന്നു, ഒരു പുതിയ ദ്വാരം-ഇലക്ട്രോൺ ജോഡി രൂപപ്പെടുന്നു. പിഎൻ ജംഗ്ഷൻ്റെ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ, ദ്വാരം പി മേഖലയിൽ നിന്ന് എൻ മേഖലയിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോൺ എൻ മേഖലയിൽ നിന്ന് പി മേഖലയിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു. സർക്യൂട്ട് ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, കറൻ്റ് രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റ് സോളാർ സെല്ലുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് അങ്ങനെയാണ്.

സൗരോർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം രണ്ട് തരത്തിലുള്ള സൗരോർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം ഉണ്ട്, ഒന്ന് ലൈറ്റ്-ഹീറ്റ്-ഇലക്ട്രിസിറ്റി കൺവേർഷൻ മോഡ്, മറ്റൊന്ന് ഡയറക്ട് ലൈറ്റ്-ഇലക്ട്രിസിറ്റി കൺവേർഷൻ മോഡ്.

(1) പ്രകാശ-താപ-വൈദ്യുതി പരിവർത്തന രീതി വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് സോളാർ വികിരണം സൃഷ്ടിക്കുന്ന താപ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാധാരണയായി, ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപ ഊർജ്ജം സോളാർ കളക്ടർ വഴി പ്രവർത്തിക്കുന്ന മാധ്യമത്തിൻ്റെ നീരാവിയായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, തുടർന്ന് വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് സ്റ്റീം ടർബൈൻ നയിക്കപ്പെടുന്നു. മുൻ പ്രക്രിയ ലൈറ്റ്-ഹീറ്റ് പരിവർത്തന പ്രക്രിയയാണ്; പിന്നീടുള്ള പ്രക്രിയ ചൂട്-വൈദ്യുതി പരിവർത്തന പ്രക്രിയയാണ്.

(2) സൗരവികിരണ ഊർജ്ജത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് പരിവർത്തനത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന ഉപകരണം സോളാർ സെല്ലാണ്. ഫോട്ടോ ജനറേഷൻ വോൾട്ട് ഇഫക്റ്റ് കാരണം സൗരോർജ്ജത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന ഉപകരണമാണ് സോളാർ സെൽ. ഇത് ഒരു അർദ്ധചാലക ഫോട്ടോഡയോഡാണ്. ഫോട്ടോഡയോഡിൽ സൂര്യൻ പ്രകാശിക്കുമ്പോൾ, ഫോട്ടോഡയോഡ് സൗരോർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുകയും കറൻ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും. നിരവധി സെല്ലുകൾ ശ്രേണിയിലോ സമാന്തരമായോ ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, താരതമ്യേന വലിയ ഔട്ട്പുട്ട് പവർ ഉള്ള സോളാർ സെല്ലുകളുടെ ഒരു ചതുര നിര രൂപപ്പെടാം.

നിലവിൽ, ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ (പോളിസിലിക്കൺ, മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ എന്നിവയുൾപ്പെടെ) ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മെറ്റീരിയലാണ്, അതിൻ്റെ വിപണി വിഹിതം 90% ത്തിൽ കൂടുതലാണ്, ഭാവിയിൽ ദീർഘകാലത്തേക്ക് സോളാർ സെല്ലുകളുടെ മുഖ്യധാരാ വസ്തുക്കളായിരിക്കും.

വളരെക്കാലമായി, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ്, ജപ്പാൻ, ജർമ്മനി തുടങ്ങിയ 3 രാജ്യങ്ങളിലെ 7 കമ്പനികളുടെ 10 ഫാക്ടറികൾ പോളിസിലിക്കൺ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉൽപാദന സാങ്കേതികവിദ്യ നിയന്ത്രിക്കുന്നു, ഇത് സാങ്കേതിക ഉപരോധവും വിപണി കുത്തകയും ഉണ്ടാക്കുന്നു.

പോളിസിലിക്കൺ ഡിമാൻഡ് പ്രധാനമായും അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ നിന്നും സോളാർ സെല്ലുകളിൽ നിന്നുമാണ്. വ്യത്യസ്ത പരിശുദ്ധി ആവശ്യകതകൾ അനുസരിച്ച്, ഇലക്ട്രോണിക് ലെവൽ, സോളാർ ലെവൽ എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. അവയിൽ, ഇലക്ട്രോണിക്-ഗ്രേഡ് പോളിസിലിക്കൺ ഏകദേശം 55%, സോളാർ ലെവൽ പോളിസിലിക്കൺ അക്കൗണ്ടുകൾ 45%.

ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക് വ്യവസായത്തിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികാസത്തോടെ, സോളാർ സെല്ലുകളിലെ പോളിസിലിക്കണിൻ്റെ ആവശ്യം അർദ്ധചാലക പോളിസിലിക്കണിൻ്റെ വികസനത്തേക്കാൾ വേഗത്തിൽ വളരുകയാണ്, കൂടാതെ സോളാർ പോളിസിലിക്കണിൻ്റെ ആവശ്യം 2008-ഓടെ ഇലക്ട്രോണിക്-ഗ്രേഡ് പോളിസിലിക്കണിനെക്കാൾ കൂടുതലാകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

1994-ൽ ലോകത്തിലെ മൊത്തം സോളാർ സെല്ലുകളുടെ ഉത്പാദനം 69MW മാത്രമായിരുന്നു, എന്നാൽ 2004-ൽ അത് 1200MW-ന് അടുത്തായി, വെറും 10 വർഷത്തിനുള്ളിൽ 17 മടങ്ങ് വർധന. 21-ാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ ആദ്യ പകുതിയിൽ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട അടിസ്ഥാന ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളിലൊന്നായി സൗരോർജ്ജ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് വ്യവസായം ആണവോർജ്ജത്തെ മറികടക്കുമെന്ന് വിദഗ്ധർ പ്രവചിക്കുന്നു.