अनाकार सिलिकॉन क्या है? यह अब इतना दिलचस्प क्यों है?

कैसे बनते हैं?

कांच या धातु जैसे सब्सट्रेट सामग्री पर - लगभग 1 माइक्रोमीटर मोटी - सिलिकॉन सामग्री की एक पतली परत वाष्प-जमा करके अनाकार सिलिकॉन पैनल बनते हैं। अनाकार सिलिकॉन को बहुत कम तापमान पर भी जमा किया जा सकता है, जैसे कि 75 डिग्री सेल्सियस, जो प्लास्टिक पर भी जमा होने की अनुमति देता है।

अपने सरलतम रूप में, कोशिका संरचना में पिन परतों का एकल अनुक्रम होता है। हालांकि, सूर्य के संपर्क में आने पर सिंगल लेयर सेल अपने बिजली उत्पादन (15-35% की सीमा में) में महत्वपूर्ण गिरावट से ग्रस्त हैं। अवक्रमण के तंत्र को इसके खोजकर्ताओं के नाम पर स्टैबलर-व्रोन्स्की प्रभाव कहा जाता है।

बेहतर स्थिरता के लिए सामग्री में विद्युत क्षेत्र की ताकत बढ़ाने के लिए पतली परतों के उपयोग की आवश्यकता होती है। हालांकि, यह प्रकाश अवशोषण को कम करता है, इसलिए सेल दक्षता। इसने उद्योग को अग्रानुक्रम और यहां तक कि ट्रिपल लेयर डिवाइस विकसित करने के लिए प्रेरित किया है जिसमें पिन सेल होते हैं जो एक के ऊपर एक स्टैक्ड होते हैं।

अनाकार सिलिकॉन का उपयोग करके सौर कोशिकाओं के विकास के अग्रदूतों में से एक यूनी-सौर है। वे एक ट्रिपल लेयर सिस्टम का उपयोग करते हैं (नीचे चित्रण देखें) जो पूर्ण सौर स्पेक्ट्रम से प्रकाश को पकड़ने के लिए अनुकूलित है)।

जैसा कि आप दृष्टांत से देख सकते हैं, सौर सेल की मोटाई सिर्फ 1 माइक्रोन है, या मोनो-क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल के आकार का 1/300वां हिस्सा है।

क्षमता

जबकि क्रिस्टलीय सिलिकॉन लगभग 18 प्रतिशत की उपज प्राप्त करता है, अनाकार सौर कोशिकाओं की उपज लगभग 7 प्रतिशत रहती है। कम दक्षता दर आंशिक रूप से स्टैबलर-रोन्स्की प्रभाव के कारण होती है, जो पहले घंटों में ही प्रकट होती है जब पैनल सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आते हैं, और परिणामस्वरूप एक अनाकार सिलिकॉन पैनल की ऊर्जा उपज में 10 प्रतिशत से लगभग 7 प्रतिशत की कमी आती है। .

डेल्फ़्ट यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी के एक जर्मन शोधकर्ता ने प्रदर्शित किया है कि अनाकार सिलिकॉन सौर पैनलों के ऊर्जा उत्पादन को लगभग 7 प्रतिशत से 9 प्रतिशत तक कैसे बढ़ाया जाए। अपने डॉक्टरेट शोध में, गिज्स वैन एल्जाकर ने स्टैबलर-रोन्स्की प्रभाव को कम करने के लिए सिलेन गैस का उपयोग करके बिना किसी अतिरिक्त लागत के उत्पादन बढ़ाने के लिए अनाकार सिलिकॉन मॉड्यूल की उत्पादन प्रक्रियाओं में अनुकूलन की जांच की।

यह सिर्फ एक तरीका है जिसे आज आजमाया जा रहा है। UniSolar's , लैमिनेट दक्षता वर्तमान में 8.2% है; हालांकि, देर से वसंत 2011 तक, कंपनी अपने ट्रिपल कोटिंग / ट्रिपल जंक्शन तकनीक का उपयोग करके 10% पर होने की उम्मीद करती है।

लाइट-ट्रैपिंग, हाई-रेट डिपोजिशन और एक हाइब्रिडनैनो तकनीक में सुधार के आधार पर, यूनी-सौर 2012 तक अपनी रूपांतरण दक्षता को 12% तक बढ़ाने में सक्षम होने की उम्मीद करता है और मानता है कि इसकी उत्पाद लाइन के लिए 20+% तक पहुंचने की क्षमता है। .

लाभ

अनाकार सिलिकॉन सौर कोशिकाओं का मुख्य लाभ उनकी कम विनिर्माण लागत है, जो इन कोशिकाओं को बहुत ही लागत प्रतिस्पर्धी बनाता है।

क्रिस्टलीय सिलिकॉन की तुलना में ए-सी के मुख्य लाभों में से एक यह है कि यह बड़े क्षेत्रों में अधिक समान है। चूंकि अनाकार सिलिकॉन स्वाभाविक रूप से दोषों से भरा होता है, इसलिए कोई अन्य दोष, जैसे अशुद्धियाँ, सामग्री की समग्र विशेषताओं को बहुत अधिक प्रभावित नहीं करती हैं।

एम्पोरफस सिलिकॉन को विभिन्न आकारों और आकारों (जैसे, गोल, चौकोर, हेक्सागोनल, या किसी अन्य जटिल आकार में उत्पादित किया जा सकता है। यह इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर, सौर कलाई घड़ी, बगीचे को बिजली देने जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग करने के लिए एक आदर्श तकनीक बनाता है। रोशनी, और कार के सामान को बिजली देने के लिए पॉकेट कैलकुलेटर में इस्तेमाल होने वाले छोटे सौर सेल कई सालों से ए-सी के साथ बनाए गए हैं।

क्रिस्टलीय सौर कोशिकाओं के विपरीत, जिसमें कोशिकाओं को अलग कर दिया जाता है और पुनर्संयोजित, अनाकार सिलिकॉन कोशिकाओं को उसी समय श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है जब कोशिकाएं बनती हैं, जिससे विभिन्न प्रकार के वोल्टेज में पैनल बनाना आसान हो जाता है (जैसे, सौर में उपयोग के लिए) बैटरी रिचार्ज)।

मानव आँख 400 एनएम से 700 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश के प्रति संवेदनशील है। चूंकि अनाकार सिलिकॉन सौर सेल अनिवार्य रूप से समान तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसका मतलब है कि सौर कोशिकाओं के रूप में उपयोग किए जाने के अलावा उन्हें प्रकाश सेंसर (जैसे, बाहरी सेंसर रोशनी, आदि) के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

कुछ अनाकार सौर पैनल भी छाया-प्रतिरोधी तकनीक या कोशिकाओं के भीतर कई सर्किट के साथ आते हैं, ताकि यदि कोशिकाओं की एक पूरी पंक्ति पूर्ण छायांकन के अधीन हो, तो सर्किट पूरी तरह से टूटा नहीं जाएगा और कुछ आउटपुट अभी भी प्राप्त किया जा सकता है। नाव पर सौर पैनल स्थापित करते समय यह विशेष रूप से उपयोगी होता है।

ए-सी सौर पैनलों की विकास प्रक्रिया भी उन्हें परिवहन या स्थापना के दौरान टूटने के लिए बहुत कम संवेदनशील बनाती है। यह फोटोवोल्टिक प्रणाली में आपके महत्वपूर्ण निवेश को नुकसान पहुंचाने के जोखिम को कम करने में मदद कर सकता है।

इस प्रकार की तकनीक का एक अन्य प्रमुख लाभ गर्मी का अधिक प्रतिरोध है। चार साल के एनआरईएल अध्ययन के अनुसार - यह देखा गया कि अनाकार सिलिकॉन पीवी मॉड्यूल तापमान में वृद्धि के साथ उच्च परिणाम का अनुभव करते हैं।

नुकसान

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इन पैनलों में मोनो-क्रिस्टलीय सौर कोशिकाओं, या यहां तक कि पॉली-क्रिस्टलीय सौर कोशिकाओं की तुलना में कम दक्षता है। दक्षता बढ़ाने के प्रयास, जैसे कि बहु-परत कोशिकाओं का निर्माण या इसके बैंड अंतराल को कम करने के लिए जर्मेनियम के साथ मिश्र धातु बनाना और प्रकाश अवशोषण में और सुधार करना सभी में एक अतिरिक्त जटिलता है। अर्थात्, प्रक्रियाएं अधिक जटिल हैं और प्रक्रिया की पैदावार कम होने की संभावना है और परिणामस्वरूप लागत अधिक होने की संभावना है - इस प्रकार इस प्रकार के सौर सेल के लागत लाभ को कम करना।

अनाकार कोशिकाओं का अपेक्षित जीवनकाल क्रिस्टलीय कोशिकाओं के जीवनकाल से छोटा होता है, हालांकि यह निर्धारित करना कितना छोटा है, विशेष रूप से जब प्रौद्योगिकी का विकास जारी है। साहित्य को पढ़ने से ऐसा प्रतीत होता है कि अपेक्षित जीवन अभी भी 25 वर्ष या उससे अधिक के क्रम में है। उदाहरण के लिए, यूनी-सौर अपने 144 Wp पैनल पर निम्नलिखित प्रदर्शन गारंटी प्रदान करता है: 10 वर्षों में 92%, 20 वर्षों में 84%, 25 वर्ष पर 80% (न्यूनतम शक्ति का)।

एक दिलचस्प विकास: हाइब्रिड प्रौद्योगिकी

सान्यो ने मोनो-क्रिस्टलीय सौर सेल पर अनाकार सिलिकॉन के लेप लगाकर एक हाइब्रिड सौर सेल विकसित किया है (साथ में आरेख देखें)। वे इसे हिट सोलर सेल कहते हैं, और इसकी दक्षता रेटिंग 20.2% है।

आईएमएस रिसर्च के अनुसार, सान्यो ने 2010 की पहली तिमाही में उत्पादित सौर पैनलों के मामले में 10 वें स्थान पर अपनी हाइब्रिड सौर सेल प्रौद्योगिकी की लोकप्रियता के बड़े हिस्से के कारण स्थान दिया।

उच्च दक्षता रेटिंग के अलावा, ये कोशिकाएं उच्च तापमान (25˚ C से ऊपर) पर अनाकार सिलिकॉन के उच्च प्रदर्शन का लाभ उठाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप Sanyo का दावा है कि मोनो-क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं की तुलना में तापमान में वृद्धि के रूप में कोशिकाएं लगभग 10% अधिक बिजली का उत्पादन करती हैं - यदि आप ऐसे स्थान पर हैं जहां तापमान अक्सर 25˚C से अधिक होता है, तो उन्हें इस बात पर विचार करने लायक बनाते हैं (ऑपरेटिंग तापमान -20˚C से 46˚C तक होता है)।

नोट : जबकि अधिकांश पैनल निर्माता निर्दिष्ट करते हैं कि पैनल का प्रदर्शन -5% / +5% से होगा ... Sanyo डिलीवरी के समय 100% प्रदर्शन (यानी, -0%/+10%) की गारंटी देता है।