ಫೋಟೊವೋಟಾಯಿಕ್ಸ್ ಎಂದರೇನು?

ಮೇಲಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಮೂಲ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಕೋಶದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಸೌರ ಕೋಶ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಮೈಕ್ರೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಂತಹ ಅದೇ ರೀತಿಯ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಸೌರ ಕೋಶಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೌರ ಕೋಶಗಳಿಗೆ, ತೆಳುವಾದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವೇಫರ್ ಅನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯು ಸೌರ ಕೋಶವನ್ನು ಹೊಡೆದಾಗ, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಸಡಿಲಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಬದಿಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಿದರೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಬಹುದು - ಅಂದರೆ ವಿದ್ಯುತ್. ಈ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ನಂತರ ಲೈಟ್ ಅಥವಾ ಉಪಕರಣದಂತಹ ಹೊರೆಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬಲು ಬಳಸಬಹುದು.

ಹಲವಾರು ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಪರಸ್ಪರ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಬೆಂಬಲ ರಚನೆ ಅಥವಾ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ 12 ವೋಲ್ಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ನಂತಹ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲು ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಅನ್ನು ಎಷ್ಟು ಬೆಳಕು ಹೊಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಇಂದಿನ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ PV ಸಾಧನಗಳು PV ಕೋಶದಂತಹ ಅರೆವಾಹಕದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ರಚಿಸಲು ಒಂದೇ ಜಂಕ್ಷನ್ ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಏಕ-ಜಂಕ್ಷನ್ PV ಕೋಶದಲ್ಲಿ, ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ಶಕ್ತಿಯು ಕೋಶದ ವಸ್ತುವಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರಕ್ಕಿಂತ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಮುಕ್ತಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಏಕ-ಜಂಕ್ಷನ್ ಕೋಶಗಳ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಸೂರ್ಯನ ವರ್ಣಪಟಲದ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ, ಅದರ ಶಕ್ತಿಯು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುವಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರಕ್ಕಿಂತ ಮೇಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಬ್ಯಾಂಡ್ ಗ್ಯಾಪ್ ಮತ್ತು ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಜಂಕ್ಷನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಎರಡು (ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು) ವಿಭಿನ್ನ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಈ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರುವ ಒಂದು ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಇವುಗಳನ್ನು "ಮಲ್ಟಿಜಂಕ್ಷನ್" ಕೋಶಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಇದನ್ನು "ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್" ಅಥವಾ "ಟಾಂಡೆಮ್" ಕೋಶಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ). ಮಲ್ಟಿಜಂಕ್ಷನ್ ಸಾಧನಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒಟ್ಟು ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳು ಬೆಳಕಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ರೋಹಿತವನ್ನು ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು.

ಕೆಳಗೆ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಮಲ್ಟಿಜಂಕ್ಷನ್ ಸಾಧನವು ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರದ (ಉದಾ) ಅವರೋಹಣ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಏಕ-ಜಂಕ್ಷನ್ ಕೋಶಗಳ ಸ್ಟಾಕ್ ಆಗಿದೆ. ಮೇಲಿನ ಕೋಶವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ಬ್ಯಾಂಡ್-ಗ್ಯಾಪ್ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಉಳಿದ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ.