विद्युत ऊर्जा ज्ञान लोकप्रियकरण: फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन

बिजली आधुनिक सामाजिक जीवन का एक महत्वपूर्ण घटक है। हालाँकि, पर्यावरणीय मुद्दों पर बढ़ते वैश्विक ध्यान के साथ, स्वच्छ और टिकाऊ ऊर्जा खोजना एक जरूरी काम बन गया है। इस संदर्भ में, फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन ने हरित ऊर्जा स्रोत के रूप में बहुत ध्यान आकर्षित किया है। यह लेख फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन के सिद्धांत और प्रौद्योगिकी के साथ-साथ नवीकरणीय ऊर्जा के क्षेत्र में इसके महत्व का परिचय देगा।

1, फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन के मूल सिद्धांत
फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन का मुख्य सिद्धांत अर्धचालकों के फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित है। जब फोटॉन (प्रकाश की क्वांटम इकाइयाँ) किसी धातु या अर्धचालक सामग्री की सतह पर चमकते हैं, तो उनकी ऊर्जा सामग्री में इलेक्ट्रॉनों द्वारा अवशोषित की जा सकती है। यदि फोटॉन की ऊर्जा काफी बड़ी है, तो इलेक्ट्रॉन सामग्री के अंदर कूलम्ब बल पर काबू पा लेंगे और परमाणुओं से मुक्त हो जाएंगे, जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉन बनेंगे। यह प्रक्रिया फोटोन से ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है, जो फोटोवोल्टिक प्रभाव का मूल सिद्धांत है।

विशिष्ट सौर कोशिकाओं में, आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला अर्धचालक पदार्थ सिलिकॉन होता है। सिलिकॉन परमाणुओं में चार बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिन्हें सिलिकॉन टेट्रावेलेंट के रूप में जाना जाता है। शुद्ध सिलिकॉन में अन्य पदार्थों की थोड़ी मात्रा मिलाने से, जैसे फॉस्फोरस परमाणु (पांच बाहरी इलेक्ट्रॉनों के साथ, जिसे "फॉस्फोरस पेंटावैलेंट" कहा जाता है) और बोरॉन परमाणु (तीन बाहरी इलेक्ट्रॉनों के साथ, जिसे "बोरॉन ट्राइवेलेंट" कहा जाता है), एन-प्रकार और पी- प्रकार के अर्धचालक बनाये जा सकते हैं। जब एन-प्रकार और पी-प्रकार अर्धचालक परतें पीएन जंक्शन बनाने के लिए एक दूसरे के संपर्क में आती हैं, तो संपर्क सतह पर एक संभावित अंतर बनेगा। यह संभावित अंतर फोटो उत्पन्न इलेक्ट्रॉनों को पी-प्रकार अर्धचालकों से एन-प्रकार अर्धचालकों में प्रवाहित करने का कारण बनेगा, जिससे एक धारा बनेगी।

जब सूर्य की रोशनी सौर सेल पर पड़ती है, तो फोटो जनरेटेड इलेक्ट्रॉन पीएन जंक्शन में करंट उत्पन्न करते हैं, जो फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की मूल प्रक्रिया है। इन इलेक्ट्रॉनों को पारंपरिक जीवाश्म ईंधन दहन की आवश्यकता के बिना बिजली आपूर्ति के लिए कैप्चर और उपयोग किया जा सकता है, जिससे फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन ऊर्जा का एक स्वच्छ और प्रदूषण मुक्त रूप बन जाता है।