सौर पॅनेल वीज निर्मितीचे तत्व

सेमीकंडक्टर पीएन जंक्शनवर सूर्यप्रकाश पडतो, ज्यामुळे एक नवीन छिद्र-इलेक्ट्रॉन जोडी तयार होते. पीएन जंक्शनच्या विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेखाली, छिद्र पी प्रदेशातून एन प्रदेशात वाहते आणि इलेक्ट्रॉन एन प्रदेशातून पी प्रदेशात वाहते. जेव्हा सर्किट जोडले जाते तेव्हा विद्युत प्रवाह तयार होतो. अशाप्रकारे फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट सौर पेशी कार्य करतात.

सौर ऊर्जा निर्मिती सौर ऊर्जा निर्मितीचे दोन प्रकार आहेत, एक म्हणजे प्रकाश-उष्णता-विद्युत रूपांतरण पद्धत, आणि दुसरी म्हणजे थेट प्रकाश-विद्युत रूपांतरण पद्धत.

(१) प्रकाश-उष्णता-विद्युत रूपांतरण पद्धतीमध्ये सौर किरणोत्सर्गाद्वारे निर्माण होणाऱ्या औष्णिक ऊर्जेचा वापर करून वीज निर्मिती केली जाते. साधारणपणे, शोषलेली औष्णिक ऊर्जा सौर संग्राहकाद्वारे कार्यरत माध्यमाच्या वाफेत रूपांतरित केली जाते आणि नंतर स्टीम टर्बाइन वीज निर्मितीसाठी चालविली जाते. पहिली प्रक्रिया प्रकाश-उष्णता रूपांतरण प्रक्रिया आहे; दुसरी प्रक्रिया उष्णता-विद्युत रूपांतरण प्रक्रिया आहे.

(२) सौर किरणोत्सर्ग ऊर्जेचे थेट विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करण्यासाठी फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्टचा वापर केला जातो. फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरणाचे मूलभूत उपकरण म्हणजे सौर पेशी. सौर पेशी हे असे उपकरण आहे जे फोटोजनरेशन व्होल्ट इफेक्टमुळे सौर प्रकाश ऊर्जेचे थेट विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करते. हा एक अर्धसंवाहक फोटोडायोड आहे. जेव्हा सूर्य फोटोडायोडवर पडतो तेव्हा फोटोडायोड सौर प्रकाश ऊर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करेल आणि विद्युत प्रवाह निर्माण करेल. जेव्हा अनेक पेशी मालिकेत किंवा समांतर जोडल्या जातात तेव्हा तुलनेने मोठ्या आउटपुट पॉवरसह सौर पेशींचा चौरस अ‍ॅरे तयार केला जाऊ शकतो.

सध्या, क्रिस्टलीय सिलिकॉन (पॉलिसिलिकॉन आणि मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉनसह) हे सर्वात महत्वाचे फोटोव्होल्टेइक साहित्य आहे, त्याचा बाजारातील वाटा 90% पेक्षा जास्त आहे आणि भविष्यात दीर्घ कालावधीसाठी ते सौर पेशींचे मुख्य प्रवाहातील साहित्य असेल.

बर्‍याच काळापासून, पॉलिसिलिकॉन मटेरियलच्या उत्पादन तंत्रज्ञानावर अमेरिका, जपान आणि जर्मनी सारख्या ३ देशांमधील ७ कंपन्यांच्या १० कारखान्यांचे नियंत्रण आहे, ज्यामुळे तांत्रिक नाकेबंदी आणि बाजारपेठेवर मक्तेदारी निर्माण झाली आहे.

पॉलिसिलिकॉनची मागणी प्रामुख्याने अर्धवाहक आणि सौर पेशींकडून येते. वेगवेगळ्या शुद्धतेच्या आवश्यकतांनुसार, इलेक्ट्रॉनिक पातळी आणि सौर पातळीमध्ये विभागले गेले आहे. त्यापैकी, इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड पॉलिसिलिकॉनचा वाटा सुमारे 55% आहे, सौर पातळी पॉलिसिलिकॉनचा वाटा 45% आहे.

फोटोव्होल्टेइक उद्योगाच्या जलद विकासासह, सौर पेशींमध्ये पॉलिसिलिकॉनची मागणी अर्धसंवाहक पॉलिसिलिकॉनच्या विकासापेक्षा वेगाने वाढत आहे आणि २००८ पर्यंत सौर पॉलिसिलिकॉनची मागणी इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड पॉलिसिलिकॉनपेक्षा जास्त होईल अशी अपेक्षा आहे.

१९९४ मध्ये, जगात सौर पेशींचे एकूण उत्पादन फक्त ६९ मेगावॅट होते, परंतु २००४ मध्ये ते १२०० मेगावॅटच्या जवळपास होते, जे फक्त १० वर्षांत १७ पट वाढले. २१ व्या शतकाच्या पहिल्या सहामाहीत सौर फोटोव्होल्टेइक उद्योग सर्वात महत्त्वाच्या मूलभूत ऊर्जा स्रोतांपैकी एक म्हणून अणुऊर्जेला मागे टाकेल असा अंदाज तज्ञांनी वर्तवला आहे.