सौर पैनलों की विभिन्न सामग्रियां क्या हैं?

जब सोलर पैनल की बात आती है तो हर कोई इससे परिचित है। लेकिन यदि आप सौर पैनलों की सामग्रियों में अंतर करना चाहते हैं, तो जो लोग फोटोवोल्टिक उद्योग से परिचित नहीं हैं, वे जरूरी नहीं कि इससे अनजान हों, क्योंकि विभिन्न सामग्रियों के बीच अभी भी महत्वपूर्ण अंतर हैं। यहां हर किसी को सौर पैनलों की सामग्रियों और अंतरों को अधिक तेज़ी से समझने में मदद करने के लिए एक विज्ञान लोकप्रियकरण है।

मतभेदों पर चर्चा करने से पहले, मैं पहले कच्चे माल के रूप में सिलिकॉन की आकृति विज्ञान की व्याख्या करना चाहता हूँ। सिलिकॉन में दो प्रकार के अपरूप होते हैं: क्रिस्टलीय और अनाकार। क्रिस्टलीय सिलिकॉन को आगे मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन में विभाजित किया गया है। मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन के बीच अंतर मुख्य रूप से गठित संरचना पर निर्भर करता है। जब पिघला हुआ मौलिक सिलिकॉन जम जाता है, तो सिलिकॉन परमाणु हीरे की जाली के रूप में व्यवस्थित हो जाते हैं, जिससे कई क्रिस्टल नाभिक बनते हैं। यदि ये क्रिस्टल नाभिक एक ही क्रिस्टल समतल अभिविन्यास के साथ अनाज में विकसित होते हैं (यानी, प्रत्येक दाने में एक समान क्रिस्टल तल होता है, और ये दाने समानांतर और संयुक्त होते हैं), तो मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन बनता है। यदि ये क्रिस्टल नाभिक विभिन्न क्रिस्टल अभिविन्यासों के साथ अनाज में विकसित होते हैं, तो पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन बनता है, जिसमें बहुत सारी अशुद्धियाँ और संरचनात्मक दोष होते हैं।

इसलिए, संक्षेप में, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन मूल रूप से एक ही सामग्री हैं, दोनों में हीरे की जाली, कठोर और भंगुर क्रिस्टल, धात्विक चमक होती है, और बिजली का संचालन कर सकते हैं, लेकिन उनकी चालकता धातुओं की तुलना में कम है और तापमान के साथ बढ़ती है। इनमें अर्धचालक गुण होते हैं और ये अर्धचालक पदार्थ होते हैं। हालाँकि, क्रिस्टल संरचना और अशुद्धता सामग्री में अंतर के कारण, क्रिस्टल बनावट भिन्न होती है। परिणामस्वरूप प्रकाश का अपवर्तनांक और धारा चालन भी भिन्न होता है। आइए नीचे दी गई विशिष्ट विशेषताओं पर एक नज़र डालें।

मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर सेल मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर्स से निर्मित होते हैं। मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सामग्रियों में, सिलिकॉन परमाणुओं को अंतरिक्ष में एक व्यवस्थित आवधिक तरीके से व्यवस्थित किया जाता है, जो लंबी दूरी के क्रम को प्रदर्शित करता है। यह क्रमबद्धता सौर कोशिकाओं की रूपांतरण दक्षता में सुधार के लिए फायदेमंद है। वर्तमान में, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की रूपांतरण दक्षता 14% -17% है, जो 24% तक पहुंच सकती है। उत्पादन प्रक्रिया परिपक्व है, और उत्पाद ज्यादातर गोल आयताकार, काले रंग के होते हैं, जिनकी सतह पर कोई पैटर्न नहीं होता है। इनका व्यापक रूप से एयरोस्पेस और उच्च तकनीक उत्पादों में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की निर्माण प्रक्रिया जटिल, समय लेने वाली, उच्च ऊर्जा खपत की आवश्यकता होती है और उच्च लागत आती है।

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर सेल पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सामग्री से बने होते हैं, जो कई एकल क्रिस्टल कणों का समुच्चय होते हैं। प्रत्येक एकल क्रिस्टल कण का आकार और क्रिस्टल अभिविन्यास एक दूसरे से भिन्न होता है। इसलिए, क्रिस्टल संरचना में दोष और अशुद्धियाँ होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप सौर ऊर्जा रूपांतरण दक्षता लगभग 13% से 15% होती है, जो 20% तक पहुँच सकती है। उत्पाद ज्यादातर समकोण आयताकार, नीले रंग के होते हैं और करीब से निरीक्षण करने पर सतह पर बर्फ के फूल जैसे पैटर्न होते हैं। पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन उत्पादों की तुलना में कम उत्पादन प्रक्रियाएं, कम उत्पादन समय और अपेक्षाकृत कम विनिर्माण लागत होती है, इसलिए उनका बाजार में भी एक महत्वपूर्ण स्थान है।

अनाकार सिलिकॉन सौर सेल, क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल, बस इतना ही। क्या आपके पास सौर सेल हैं जिन्हें क्रिस्टलीय सिलिकॉन की आवश्यकता नहीं है? इस प्रकार के सौर सेल को अनाकार सिलिकॉन सौर सेल कहा जाता है। अनाकार सिलिकॉन सौर कोशिकाओं का निर्माण एक बहुत पतली अनाकार सिलिकॉन फिल्म (लगभग 1 मिमी मोटी) का उपयोग करके किया जाता है, जो बहुत कम सिलिकॉन सामग्री का उपभोग करती है। सिलिकॉन सेमीकंडक्टर पतली फिल्मों को सीधे बड़ी ग्लास प्लेटों पर जमा किया जा सकता है। अनाकार सिलिकॉन तैयार करने की प्रक्रिया और उपकरण सरल हैं, कम विनिर्माण समय और कम ऊर्जा खपत के साथ, यह बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है। हालाँकि, इसके विपरीत, अनाकार सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की रूपांतरण दक्षता केवल 5% -8% है, जो थोड़ी खराब स्थिरता और स्पष्ट कमियों के साथ 13% तक पहुँच जाती है।