సెమీకండక్టర్ ఫోటోవోల్టాయిక్ ఎనర్జీ కన్వర్టర్లు (ఫోటోసెల్స్)

ఫోటోసెల్స్ అనేది ఫోటాన్‌ల శక్తిని విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క శక్తిగా మార్చడానికి రూపొందించబడిన ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు.

చారిత్రాత్మకంగా, ఆధునిక ఫోటోసెల్ యొక్క మొదటి నమూనా కనుగొనబడింది అలెగ్జాండర్ G. స్టోలెటోవ్ 19వ శతాబ్దం చివరిలో. అతను బాహ్య ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క సూత్రంపై పనిచేసే పరికరాన్ని సృష్టిస్తాడు. మొదటి ప్రయోగాత్మక ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో ఒక జత సమాంతర ఫ్లాట్ మెటల్ షీట్‌లు ఉన్నాయి, వాటిలో ఒకటి కాంతిని దాటడానికి మెష్‌తో తయారు చేయబడింది మరియు మరొకటి ఘనమైనది.

షీట్‌లకు స్థిరమైన వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది, ఇది 0 నుండి 250 వోల్ట్ల పరిధిలో సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. వోల్టేజ్ మూలం యొక్క సానుకూల పోల్ గ్రిడ్ ఎలక్ట్రోడ్‌కు మరియు ప్రతికూల పోల్ ఘనానికి అనుసంధానించబడింది. ఈ పథకంలో సున్నితమైన గాల్వనోమీటర్ కూడా చేర్చబడింది.

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ నుండి కాంతితో ఘన షీట్ ప్రకాశింపబడినప్పుడు, గాల్వనోమీటర్ సూది విక్షేపం చేయబడింది, డిస్క్‌ల మధ్య గాలి ఉన్నప్పటికీ సర్క్యూట్‌లో డైరెక్ట్ కరెంట్ ఉత్పత్తి అవుతుందని సూచిస్తుంది.ప్రయోగంలో, "ఫోటోకరెంట్" యొక్క పరిమాణం అనువర్తిత వోల్టేజ్ మరియు కాంతి యొక్క తీవ్రత రెండింటిపై ఆధారపడి ఉంటుందని శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నారు.

ఇన్‌స్టాలేషన్‌ను క్లిష్టతరం చేస్తూ, స్టోలెటోవ్ ఒక సిలిండర్ లోపల ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఉంచాడు, దాని నుండి గాలి ఖాళీ చేయబడుతుంది మరియు అతినీలలోహిత కాంతిని క్వార్ట్జ్ విండో ద్వారా సెన్సిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్‌కు అందించబడుతుంది. కాబట్టి అది తెరిచి ఉంది ఫోటో ప్రభావం.

నేడు, ఈ ప్రభావం ఆధారంగా, ఇది పనిచేస్తుంది ఫోటోవోల్టాయిక్ కన్వర్టర్లు… అవి మూలకం యొక్క ఉపరితలంపై పడే విద్యుదయస్కాంత వికిరణానికి ప్రతిస్పందిస్తాయి మరియు దానిని అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌గా మారుస్తాయి. అటువంటి కన్వర్టర్ యొక్క ఉదాహరణ సౌర ఘటం… అదే సూత్రం ద్వారా ఉపయోగించబడుతుంది ఫోటోసెన్సిటివ్ సెన్సార్లు.

ఒక సాధారణ ఫోటోసెల్ రెండు వాహక ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య శాండ్‌విచ్ చేయబడిన అధిక నిరోధక ఫోటోసెన్సిటివ్ పదార్థం యొక్క పొరను కలిగి ఉంటుంది. సౌర ఘటాలకు కాంతివిపీడన పదార్థంగా, ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది సెమీకండక్టర్, ఇది పూర్తిగా ప్రకాశించినప్పుడు, అవుట్‌పుట్ వద్ద 0.5 వోల్ట్‌లను ఇవ్వగలదు.

ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి యొక్క కోణం నుండి ఇటువంటి మూలకాలు అత్యంత ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే అవి ఫోటాన్ శక్తి యొక్క ప్రత్యక్ష ఒక-దశ బదిలీని అనుమతిస్తాయి - విద్యుత్ ప్రవాహంలో... సాధారణ పరిస్థితుల్లో, అటువంటి అంశాలకు 28% సామర్థ్యం ప్రమాణం.

ఇక్కడ, పని పదార్థం యొక్క సెమీకండక్టర్ నిర్మాణం యొక్క అసమానత కారణంగా తీవ్రమైన ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఏర్పడుతుంది.ఈ అసమానత వివిధ మలినాలతో ఉపయోగించిన సెమీకండక్టర్ పదార్థాన్ని డోప్ చేయడం ద్వారా, తద్వారా pn జంక్షన్‌ను సృష్టించడం ద్వారా లేదా వివిధ గ్యాప్ సైజులతో (ఎలక్ట్రాన్‌లు వాటి పరమాణువులను విడిచిపెట్టే శక్తులు) సెమీకండక్టర్‌లను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా పొందబడుతుంది-ఆ విధంగా ఒక హెటెరోజంక్షన్‌ను పొందుతుంది, లేదా అలాంటి రసాయనాన్ని ఎంచుకోవడం ద్వారా బ్యాండ్‌గ్యాప్ గ్రేడియంట్-గ్రేడెడ్-గ్యాప్ స్ట్రక్చర్-లోపల కనిపించే సెమీకండక్టర్ కూర్పు. ఫలితంగా, ఇచ్చిన మూలకం యొక్క సామర్థ్యం నిర్దిష్ట సెమీకండక్టర్ నిర్మాణం మరియు ఫోటోకాండక్టివిటీ లోపల పొందిన అసమానత లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

సౌర ఘటంలో నష్టాలను తగ్గించడానికి, వాటి తయారీలో అనేక నిబంధనలు ఉపయోగించబడతాయి. మొదటిది, సెమీకండక్టర్లు ఉపయోగించబడతాయి, దీని బ్యాండ్‌గ్యాప్ కేవలం సూర్యరశ్మికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఉదాహరణకు సిలికాన్ మరియు గాలియం ఆర్సెనైడ్ సమ్మేళనాలు రెండవది, సరైన డోపింగ్ ద్వారా నిర్మాణం యొక్క లక్షణాలు మెరుగుపడతాయి. వైవిధ్యమైన మరియు శ్రేణీకృత నిర్మాణాలకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది. పొర యొక్క సరైన మందం, p-n-జంక్షన్ యొక్క లోతు మరియు పరిచయ గ్రిడ్ యొక్క ఉత్తమ పారామితులు ఎంపిక చేయబడతాయి.

క్యాస్కేడ్ మూలకాలు కూడా సృష్టించబడతాయి, ఇక్కడ వివిధ పౌనఃపున్య బ్యాండ్‌లతో కూడిన అనేక సెమీకండక్టర్‌లు పనిచేస్తాయి, తద్వారా ఒక క్యాస్‌కేడ్‌ను దాటిన తర్వాత, కాంతి తదుపరి దానిలోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఫోటోసెల్ యొక్క ప్రత్యేక విభాగం నుండి ప్రాంతాలు రూపాంతరం చెందుతాయి.

నేడు మార్కెట్‌లో మూడు ప్రధాన రకాల ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాలు ఉన్నాయి: మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్, పాలీక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ మరియు థిన్ ఫిల్మ్.సన్నని చలనచిత్రాలు చాలా ఆశాజనకంగా పరిగణించబడతాయి, ఎందుకంటే అవి విచ్చలవిడి కాంతికి కూడా సున్నితంగా ఉంటాయి, వక్ర ఉపరితలాలపై ఉంచబడతాయి, సిలికాన్ వలె పెళుసుగా ఉండవు మరియు అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి.

ఇది కూడ చూడు: సౌర ఘటాలు మరియు మాడ్యూల్స్ యొక్క సామర్థ్యం