सौर ऊर्जा उत्पादन का सिद्धांत क्या है?

जैसे-जैसे सौर कोशिकाओं के प्रकार बढ़ते जा रहे हैं, आवेदन सीमा तेजी से व्यापक होती जा रही है, और बाजार का पैमाना धीरे-धीरे बढ़ रहा है। शुरुआती दिनों में, का उपयोगसौर ऊर्जा उत्पादनमुख्य रूप से सैन्य और एयरोस्पेस क्षेत्रों में उपयोग किया जाता था। वर्तमान में, सौर ऊर्जा औद्योगिक, वाणिज्यिक, कृषि, संचार, घरेलू उपकरणों और उपयोगिता क्षेत्रों में प्रवेश कर चुकी है। सौर ऊर्जा अनुप्रयोगों को कई क्षेत्रों में विभाजित किया गया है: घरेलू उपयोग के लिए छोटे सौर ऊर्जा संयंत्र, बड़े ग्रिड से जुड़े बिजली संयंत्र, भवन-एकीकृत फोटोवोल्टिक ग्लास पर्दे की दीवारें, सौर स्ट्रीट लाइट, पवन और सौर पूरक स्ट्रीट लाइट, पवन और सौर पूरक बिजली आपूर्ति प्रणाली , उदाहरण के लिए: सोलर गार्डन लाइट्स; सौर ऊर्जा उपयोगकर्ता प्रणाली; ग्रामीण बिजली आपूर्ति के लिए विशेष रूप से स्वतंत्र प्रणालियाँ, जिनका उपयोग दूरस्थ क्षेत्रों, पहाड़ों, रेगिस्तानों, द्वीपों और ग्रामीण क्षेत्रों में महंगी संचरण लाइनों को बचाने के लिए किया जा सकता है; और फोटोवोल्टिक जल पंप (पेयजल या सिंचाई); संचार बिजली की आपूर्ति; तेल पाइपलाइन कैथोडिक सुरक्षा; फाइबर ऑप्टिक संचार स्टेशन बिजली की आपूर्ति; समुद्री जल अलवणीकरण प्रणाली; कस्बों में सड़क के संकेत; राजमार्ग सड़क के संकेत, आदि।

2. सौर ऊर्जा दो तरह से: एक प्रकाश-गर्मी-बिजली रूपांतरण विधि है, दूसरा प्रकाश-बिजली प्रत्यक्ष रूपांतरण विधि है।

A. प्रकाश-तापीय-विद्युत रूपांतरण विधि: बिजली उत्पन्न करने के लिए सौर विकिरण द्वारा उत्पन्न तापीय ऊर्जा का उपयोग करके, आमतौर पर सौर संग्राहकों द्वारा अवशोषित तापीय ऊर्जा को कार्य द्रव्यमान की भाप में परिवर्तित करने के लिए, और फिर बिजली उत्पन्न करने के लिए टरबाइन को चलाते हैं। पूर्व प्रक्रिया प्रकाश से गर्मी रूपांतरण प्रक्रिया है; बाद की प्रक्रिया ताप-से-बिजली रूपांतरण प्रक्रिया है, जो साधारण ताप विद्युत उत्पादन के समान है।

बी प्रत्यक्ष प्रकाश - बिजली रूपांतरण विधि (फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन): फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग, सौर विकिरण ऊर्जा सीधे बिजली में। प्रकाश-विद्युत रूपांतरण का मूल उपकरण सौर सेल है।

फोटोवोल्टिक प्रभाव के कारण सौर सेल सौर ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में प्रत्यक्ष रूपांतरण है, एक अर्धचालक फोटोडायोड है। जब सूर्य का प्रकाश फोटोडायोड पर पड़ता है, तो फोटोडायोड सूर्य की प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदल देता है (चित्र देखें)। यह लागू करना आसान है और कम खर्चीला है, और व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

सामग्री जो फोटोवोल्टिक प्रभाव पैदा कर सकती है: मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, अनाकार सिलिकॉन, गैलियम आर्सेनाइड, कॉपर इंडियम सेलेनाइड, आदि। पी-टाइप क्रिस्टलीय सिलिकॉन को पीएन जंक्शन बनाने के लिए एन-टाइप सिलिकॉन प्राप्त करने के लिए फास्फोरस के साथ डोप किया जाता है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन मूल सेल सामग्री है, और क्रिस्टलीय सिलिकॉन सामग्री से तैयार सौर सेल में मुख्य रूप से शामिल हैं: मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर सेल, कास्ट पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर सेल, अनाकार सिलिकॉन सौर सेल और पतली फिल्म क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल। मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन कोशिकाओं में उच्च सेल रूपांतरण दक्षता और अच्छी स्थिरता की विशेषताएं होती हैं, लेकिन लागत अधिक होती है; अनाकार सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में उच्च उत्पादन क्षमता और कम लागत की विशेषताएं होती हैं, लेकिन रूपांतरण दक्षता कम होती है और दक्षता अपेक्षाकृत जल्दी घट जाती है; कास्टिंग पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में स्थिर रूपांतरण दक्षता और मूल्य अनुपात में उच्चतम प्रदर्शन होता है; पतली फिल्म क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल अनुसंधान और विकास के चरण में हैं। सिलिकॉन श्रृंखला सौर सेल, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सेल पीवी बाजार पर हावी रहते हैं, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन का अनुपात 80 प्रतिशत से अधिक हो गया है।

सौर सेल उत्पादन प्रक्रिया को मोटे तौर पर पांच चरणों में विभाजित किया जा सकता है: शुद्धिकरण प्रक्रिया, रॉड ड्राइंग प्रक्रिया, टुकड़ा करने की प्रक्रिया, सेल निर्माण प्रक्रिया और पैकेजिंग प्रक्रिया।