সোলার সেল: কাজের নীতি এবং নির্মাণ (ডায়াগ্রামসহ)

সোলার সেল কি?

একটি সোলার সেল (যা ফটোভোল্টাইক সেল বা PV সেল নামেও পরিচিত) হল এমন একটি বৈদ্যুতিক যন্ত্র যা আলোর শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে ফটোভোল্টাইক প্রভাবের মাধ্যমে। একটি সোলার সেল মূলত একটি p-n জাংশন ডায়োড। সোলার সেলগুলি একটি ফটোইলেকট্রিক সেলের রূপ, যা এমন একটি যন্ত্র যার বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য - যেমন বিদ্যুৎ, ভোল্টেজ, বা প্রতিরোধ - আলোতে বিভিন্ন হয়।

একক সোলার সেলগুলি একত্রিত করে সোলার প্যানেল নামে পরিচিত মডিউল গঠন করা যায়। সাধারণ একক জাংশন সিলিকন সোলার সেল প্রায় 0.5 থেকে 0.6 ভোল্ট অপেন-সার্কিট ভোল্টেজ উৎপাদন করতে পারে। এটি নিজেই খুব বেশি নয় - কিন্তু মনে রাখবেন, এই সোলার সেলগুলি খুব ছোট। যখন এগুলি একটি বড় সোলার প্যানেলে একত্রিত করা হয়, তখন পর্যাপ্ত পরিমাণে পুনরুৎপাদিত শক্তি উৎপাদিত হয়।

সোলার সেলের নির্মাণ

একটি সোলার সেল মূলত একটি জাংশন ডায়োড, যদিও তার নির্মাণ প্রচলিত p-n জাংশন ডায়োড থেকে একটু আলাদা। একটি খুব পাতলা p-ধরনের অর্ধপরিবাহী একটি অপেক্ষাকৃত বেশি পুরু n-ধরনের অর্ধপরিবাহীর উপর গ্রোথ করা হয়। তারপর আমরা p-ধরনের অর্ধপরিবাহী লেয়ারের উপর কিছু ফাইনার ইলেকট্রোড প্রয়োগ করি।

এই ইলেকট্রোডগুলি আলোককে পৌঁছাতে পাতলা p-ধরনের লেয়ারে বাধা দেয় না। p-ধরনের লেয়ারের ঠিক নিচে একটি p-n জাংশন রয়েছে। আমরা এছাড়াও n-ধরনের লেয়ারের নিচে একটি বিদ্যুৎ সংগ্রহকারী ইলেকট্রোড প্রদান করি। আমরা পুরো সমন্বয়কে পাতলা গ্লাস দিয়ে ঢাকি যাতে সোলার সেল যেকোনো মেকানিক্যাল শক থেকে সুরক্ষিত থাকে।

সোলার সেলের কাজের নীতি

যখন আলো p-n জাংশনে পৌঁছায়, আলোর ফোটনগুলি খুব সহজে খুব পাতলা p-ধরনের লেয়ার দিয়ে জাংশনে প্রবেশ করতে পারে। ফোটনের আকারে আলোর শক্তি জাংশনে পর্যাপ্ত শক্তি সরবরাহ করে যা বিদ্যুৎ-হোল জোড়া তৈরি করে। প্রাপ্ত আলো জাংশনের থার্মাল সাম্যাবস্থা শর্ত ভঙ্গ করে। ডিপ্লিশন অঞ্চলের মুক্ত ইলেকট্রনগুলি দ্রুত জাংশনের n-ধরনের পাশে আসতে পারে।

অনুরূপভাবে, ডিপ্লিশন অঞ্চলের হোলগুলি দ্রুত জাংশনের p-ধরনের পাশে আসতে পারে। একবার, নতুনভাবে তৈরি মুক্ত ইলেকট্রনগুলি যখন n-ধরনের পাশে আসে, তখন জাংশনের বাধা প্রভাবের কারণে তারা আর জাংশন পার হতে পারে না।

অনুরূপভাবে, নতুনভাবে তৈরি হোলগুলি যখন p-ধরনের পাশে আসে, তখন জাংশনের বাধা প্রভাবের কারণে তারা আর জাংশন পার হতে পারে না। যখন ইলেকট্রনের ঘনত্ব এক পাশে, অর্থাৎ n-ধরনের পাশে বেশি হয় এবং হোলের ঘনত্ব অন্য পাশে, অর্থাৎ p-ধরনের পাশে বেশি হয়, তখন p-n জাংশন একটি ছোট ব্যাটারি সেলের মতো আচরণ করে। একটি ভোল্টেজ সেট আপ হয় যা ফটো ভোল্ট নামে পরিচিত। যদি আমরা জাংশনের উপর একটি ছোট লোড সংযোগ করি, তাহলে তার মধ্য দিয়ে একটি ছোট বিদ্যুৎ প্রবাহ হবে।

ফটোভোল্টাইক সেলের V-I বৈশিষ্ট্য

সোলার সেলে ব্যবহৃত পদার্থ

এই উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত পদার্থগুলির ব্যান্ড গ্যাপ 1.5ev-এর কাছাকাছি হওয়া উচিত। সাধারণভাবে ব্যবহৃত পদার্থগুলি হল:

1. সিলিকন।

2. GaAs।

3. CdTe।

4. CuInSe2

সোলার সেলে ব্যবহৃত পদার্থের মানদণ্ড

1. ব্যান্ড গ্যাপ 1ev থেকে 1.8ev হওয়া উচিত।

2. এটি উচ্চ অপটিক্যাল অ্যাবসর্পশন থাকা উচিত।

3. এটি উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা থাকা উচিত।

4. রাও পদার্থটি প্রচুর পরিমাণে উপলব্ধ হওয়া উচিত এবং পদার্থের খরচ কম হওয়া উচিত।

সোলার সেলের সুবিধা

1. এতে কোনো দূষণ সংশ্লিষ্ট নেই।

2. এটি দীর্ঘ সময় ধরে টিকে থাকা উচিত।

3. কোনো রকম রক্ষণাবেক্ষণ খরচ নেই।

সোলার সেলের অসুবিধা

1. এর ইনস্টলেশনের খরচ বেশি।

2. এর দক্ষতা কম।

3. মেঘলা দিনে শক্তি উৎপাদন করা যায় না এবং রাতেও সোলার শক্তি পাওয়া যায় না।