सौर ऊर्जा उत्पादन का सिद्धांत और विनिर्माण प्रक्रिया

फोटोवोल्टिक ऊर्जा उत्पादन का मुख्य सिद्धांतअर्धचालकों का फोटोइलेक्ट्रिक प्रभावजब फोटॉन धातु की सतह पर विकिरण करते हैं, तो उनकी ऊर्जा धातु में एक विशिष्ट इलेक्ट्रॉन द्वारा पूरी तरह से अवशोषित की जा सकती है।यदि इलेक्ट्रॉन द्वारा अवशोषित ऊर्जा धातु के आंतरिक गुरुत्वाकर्षण कार्य को दूर करने के लिए पर्याप्त है, इलेक्ट्रॉन धातु की सतह से भाग जाएगा और एक फोटोइलेक्ट्रॉन बन जाएगा।

एक सिलिकॉन परमाणु में 4 वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं। यदि शुद्ध सिलिकॉन को 5 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों वाले परमाणुओं (जैसे कि फॉस्फोरस परमाणुओं) के साथ डोप किया जाता है, तो यह एकएन प्रकार के अर्धचालकयदि शुद्ध सिलिकॉन को उन परमाणुओं के साथ डोप किया जाता है जिनमें 3 वैलेंस इलेक्ट्रॉन (जैसे बोरॉन परमाणु) होते हैं, तो एकपी प्रकार के अर्धचालकजब पी-प्रकार और एन-प्रकार के अर्धचालकों को मिलाया जाता है, तो संपर्क इंटरफ़ेस पर एक संभावित अंतर बनाया जाता है, जो एक सौर सेल के आधार के रूप में कार्य करता है।जब सूर्य के प्रकाश पी-एन जंक्शन irradiates, छेद पी-क्षेत्र से एन-क्षेत्र में जाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन एन-क्षेत्र से पी-क्षेत्र में जाते हैं, जिससे विद्युत धारा उत्पन्न होती है।

फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव उस घटना को संदर्भित करता है जहां प्रकाश विकिरण एक असमान अर्धचालक के विभिन्न भागों के बीच या अर्धचालक और धातु के बीच संभावित अंतर का कारण बनता है।इसमें दो मुख्य प्रक्रियाएं शामिल हैं: पहला, फोटॉनों (प्रकाश तरंगों) को इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करना, अर्थात प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना; दूसरा, वोल्टेज का गठन करना।

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन को सिलिकॉन वेफर्स बनाने के लिए सिलिकॉन कास्टिंग, सिलिकॉन ब्रेकिंग और स्लाइसिंग जैसी प्रक्रियाओं से गुजरना पड़ता है।इन सिलिकॉन वेफर्स को तब बोरॉन के निशान मात्रा के साथ डोप और फैल जाता हैइसके बाद, सिलिकॉन वेफर्स पर ग्रिड लाइन बनाने के लिए सटीक रूप से तैयार चांदी के पेस्ट को लागू करने के लिए स्क्रीन प्रिंटिंग का उपयोग किया जाता है।पीछे के इलेक्ट्रोड एक साथ निर्मित होते हैं, और ग्रिड लाइनों के साथ सतह पर प्रतिबिंब विरोधी कोटिंग लगाई जाती है, इस प्रकार सौर कोशिकाओं का उत्पादन पूरा होता है।

सौर कोशिकाओं को व्यवस्थित और संयोजित किया जाता हैसौर सेल मॉड्यूलआमतौर पर, प्रत्येक मॉड्यूल की परिधि एक एल्यूमीनियम फ्रेम में संलग्न होती है, सामने की तरफ कांच से ढकी होती है, और इलेक्ट्रोड पीछे की ओर स्थापित होते हैं।इन सेल मॉड्यूलों को अन्य सहायक उपकरणों के साथ एकीकृत करके एक पूर्ण सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणाली को इकट्ठा किया जा सकता हैनिरंतर धारा (DC) को वैकल्पिक धारा (AC) में परिवर्तित करने के लिए,पावर इन्वर्टरउत्पादित बिजली को या तो बैटरी में संग्रहीत किया जा सकता है या सार्वजनिक बिजली नेटवर्क में डाला जा सकता है।

सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणाली की लागत संरचना के संदर्भ में, सौर सेल मॉड्यूल लगभग 50% हैं, जबकि शेष 50% पावर इन्वर्टर, स्थापना शुल्क,अन्य सहायक घटक, और विविध व्यय।