सौर पॅनेल ऊर्जा निर्मिती तत्त्व

सेमीकंडक्टर पीएन जंक्शनवर सूर्य प्रकाशतो, एक नवीन छिद्र-इलेक्ट्रॉन जोडी तयार करतो. पीएन जंक्शनच्या विद्युत क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत, छिद्र पी क्षेत्रातून एन क्षेत्राकडे वाहते आणि इलेक्ट्रॉन एन क्षेत्रातून पी क्षेत्राकडे वाहते. जेव्हा सर्किट जोडलेले असते तेव्हा विद्युत प्रवाह तयार होतो. अशा प्रकारे फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट सोलर सेल्स काम करतात.

सौर ऊर्जा निर्मिती सौर ऊर्जा निर्मितीचे दोन प्रकार आहेत, एक म्हणजे प्रकाश-उष्णता-विद्युत रूपांतरण मोड, दुसरा थेट प्रकाश-विद्युत रूपांतरण मोड.

(1) प्रकाश-उष्णता-विद्युत रूपांतरण पद्धत वीज निर्मितीसाठी सौर किरणोत्सर्गामुळे निर्माण होणारी थर्मल ऊर्जा वापरते. साधारणपणे, शोषलेली थर्मल उर्जा सौर संग्राहकाद्वारे कार्यरत माध्यमाच्या वाफेमध्ये रूपांतरित केली जाते आणि नंतर वाफेची टर्बाइन वीज निर्मितीसाठी चालविली जाते. पूर्वीची प्रक्रिया म्हणजे प्रकाश-उष्णता रूपांतरण प्रक्रिया; नंतरची प्रक्रिया म्हणजे उष्णता-विद्युत रूपांतरण प्रक्रिया.

(२) सौर विकिरण ऊर्जेचे थेट विद्युत ऊर्जेत रूपांतर करण्यासाठी फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्टचा वापर केला जातो. फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरणाचे मूळ साधन सौर सेल आहे. सौर सेल हे असे उपकरण आहे जे फोटोजनरेशन व्होल्ट प्रभावामुळे सौर प्रकाश उर्जेचे थेट विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करते. हे अर्धसंवाहक फोटोडायोड आहे. फोटोडायोडवर सूर्यप्रकाश पडतो तेव्हा, फोटोडायोड सौर प्रकाश उर्जेचे 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 ॲरे तयार होऊ शकतो.

सध्या, क्रिस्टलीय सिलिकॉन (पॉलीसिलिकॉन आणि मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉनसह) ही सर्वात महत्वाची फोटोव्होल्टेइक सामग्री आहे, त्याचा बाजारपेठेतील हिस्सा 90% पेक्षा जास्त आहे आणि भविष्यात दीर्घ कालावधीसाठी सौर पेशींच्या मुख्य प्रवाहातील सामग्री असेल.

बऱ्याच काळापासून, पॉलिसिलिकॉन सामग्रीचे उत्पादन तंत्रज्ञान युनायटेड स्टेट्स, जपान आणि जर्मनी सारख्या 3 देशांमधील 7 कंपन्यांच्या 10 कारखान्यांद्वारे नियंत्रित केले गेले आहे, ज्यामुळे तांत्रिक नाकेबंदी आणि बाजारपेठेची मक्तेदारी निर्माण झाली आहे.

पॉलिसिलिकॉनची मागणी प्रामुख्याने अर्धसंवाहक आणि सौर पेशींमधून येते. विविध शुद्धता आवश्यकतांनुसार, इलेक्ट्रॉनिक स्तर आणि सौर पातळीमध्ये विभागलेले. त्यापैकी, इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड पॉलिसिलिकॉनचा वाटा सुमारे 55% आहे, तर सौर पातळी पॉलिसिलिकॉनचा वाटा 45% आहे.

फोटोव्होल्टिक उद्योगाच्या जलद विकासासह, सेमीकंडक्टर पॉलिसिलिकॉनच्या विकासापेक्षा सौर पेशींमध्ये पॉलिसिलिकॉनची मागणी वेगाने वाढत आहे आणि 2008 पर्यंत सौर पॉलिसिलिकॉनची मागणी इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड पॉलिसिलिकॉनपेक्षा जास्त होईल अशी अपेक्षा आहे.

1994 मध्ये, जगातील सौर सेलचे एकूण उत्पादन केवळ 69MW होते, परंतु 2004 मध्ये ते 1200MW च्या जवळपास होते, जे फक्त 10 वर्षांमध्ये 17 पटीने वाढले आहे. 21 व्या शतकाच्या पूर्वार्धात सौर फोटोव्होल्टेइक उद्योग सर्वात महत्वाच्या मूलभूत उर्जा स्त्रोतांपैकी एक म्हणून अणुऊर्जेला मागे टाकेल असा अंदाज तज्ञांनी व्यक्त केला आहे.