سولر سیل: کام کرنے کا اصول و تعمیر (ڈائیگرامز سمیت)

سورجی سیل کیا ہے؟

ایک سورجی سیل (جو فوٹو وولٹائیک سیل یا پی وی سیل بھی کہلاتا ہے) ایک الیکٹریکل ڈیوائس ہوتا ہے جو روشنی کی توانائی کو فوٹو وولٹائیک اثر کے ذریعے الیکٹریکل توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ سورجی سیل بنیادی طور پر ایک p-n جنکشن ڈائود ہوتا ہے۔ سورجی سیل فوٹو الیکٹرک سیل کی ایک شکل ہے، جسے ایک ڈیوائس کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جس کی الیکٹریکل خصوصیات - جیسے کرنٹ، ولٹیج، یا ریزسٹنس - روشنی کے سامنے آنے پر تبدیل ہوتی ہیں۔

فریقہ وار سورجی سیل کو ملا کر عام طور پر سولر پینل کے نام سے جانے والے ماڈیول بنائے جا سکتے ہیں۔ عام سائنگل جنکشن سلیکون سیل کا میکسیمم اوپن سرکٹ ولٹیج تقریباً 0.5 سے 0.6 ولٹ ہوتا ہے۔ خود یہ بہت زیادہ نہیں ہے - لیکن یاد رکھیں کہ یہ سورجی سیل بہت چھوٹے ہوتے ہیں۔ جب ان کو بڑے سولر پینل میں ملا کر استعمال کیا جاتا ہے تو قابل ذکر مقدار میں تجدیدی توانائی تولید کی جا سکتی ہے۔

سورجی سیل کی تعمیر

سورجی سیل بنیادی طور پر ایک جنکشن ڈائود ہے، حالانکہ اس کی تعمیر کچھ حد تک معمولی p-n جنکشن ڈائود سے مختلف ہوتی ہے۔ ایک بہت پतلا لیئر p-type سیمی کنڈکٹر کو نسبتاً موٹا n-type سیمی کنڈکٹر پر اگایا جاتا ہے۔ پھر ہم p-type سیمی کنڈکٹر لیئر کے اوپر کچھ نرم الیکٹروڈ لگاتے ہیں۔

یہ الیکٹروڈ روشنی کو پتلا p-type لیئر تک پہنچنے سے روکتے نہیں ہیں۔ p-type لیئر کے نیچے p-n جنکشن ہوتا ہے۔ ہم n-type لیئر کے نیچے کرنٹ کالکٹنگ الیکٹروڈ بھی فراہم کرتے ہیں۔ ہم پورے اسمبلی کو پتلا گلاس سے کوواٹ کرتے ہیں تاکہ سورجی سیل کو کسی بھی مکینکل شاک سے حفاظت فراہم کی جا سکے۔

سورجی سیل کا کام کرنے کا مبدأ

جب روشنی p-n جنکشن تک پہنچتی ہے، تو روشنی کے فوٹونز آسانی سے جنکشن میں داخل ہوسکتے ہیں، بہت پتلے p-type لیئر کے ذریعے۔ روشنی کی توانائی، فوٹونز کی شکل میں، جنکشن کو کافی توانائی فراہم کرتی ہے تاکہ کئی الیکٹران-ہول پیئر بنائے جا سکیں۔ آنے والی روشنی جنکشن کی گرمی کی توازن حالت کو توڑ دیتی ہے۔ دیپلیشن علاقے میں آزاد الیکٹران جلد ہی جنکشن کے n-type جانب آ سکتے ہیں۔

اسی طرح، دیپلیشن علاقے میں ہول جلد ہی جنکشن کے p-type جانب آ سکتے ہیں۔ جب، نئے بننے والے آزاد الیکٹران n-type جانب آ جاتے ہیں، تو وہ جنکشن کو عبور نہیں کرسکتے کیونکہ جنکشن کی بیریئر پوٹنشل کی وجہ سے۔

اسی طرح، نئے بننے والے ہول جب p-type جانب آ جاتے ہیں تو وہ بھی جنکشن کو عبور نہیں کرسکتے کیونکہ جنکشن کی بیریئر پوٹنشل کی وجہ سے۔ جب الیکٹران کی تعداد کسی جانب، یعنی n-type جانب زیادہ ہو جاتی ہے اور ہول کی تعداد دوسری جانب، یعنی p-type جانب زیادہ ہو جاتی ہے تو p-n جنکشن ایک چھوٹی بیٹری سیل کی طرح کام کرتا ہے۔ ایک ولٹیج قائم کیا جاتا ہے جسے فوٹو ولٹیج کہا جاتا ہے۔ اگر ہم جنکشن کے درمیان ایک چھوٹا لوڈ کنکٹ کرتے ہیں تو اس میں ایک چھوٹا کرنٹ بہنا شروع ہوگا۔

فوٹو وولٹائیک سیل کی V-I خصوصیات

سورجی سیل میں استعمال ہونے والے مواد

اس مقصد کے لیے استعمال ہونے والے مواد کا بینڈ گیپ 1.5ev کے قریب ہونا چاہئے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے مواد ہیں-

1. سلیکون۔

2. GaAs۔

3. CdTe۔

4. CuInSe2

سورجی سیل میں استعمال ہونے والے مواد کے معیار

1. بینڈ گیپ 1ev سے 1.8ev کے درمیان ہونا چاہئے۔

2. یہ اعلیٰ ضربیہی جذب کرنے والا ہونا چاہئے۔

3. یہ اعلیٰ الیکٹریکل کنڈکٹیوٹی ہونا چاہئے۔

4. روی میٹریل کی فراہمی بہت ہونی چاہئے اور میٹریل کی قیمت کم ہونی چاہئے۔

سورجی سیل کے فوائد

1. اس سے کوئی آلودگی نہیں ہوتی۔

2. یہ لمبے عرصے تک چل سکتا ہے۔

3. کوئی صيانت کی لاگت نہیں ہوتی۔

سورجی سیل کے نقصانات

1. اس کی نصبی لاگت بہت زیادہ ہوتی ہے۔

2. اس کی کارکردگی کم ہوتی ہے۔

3. بارشی دنوں میں توانائی تولید نہیں ہوسکتی اور رات کو ہم سولر توانائی نہیں پاتے۔

سورجی تولید نظام کے استعمالات

1. اسے بیٹری کو چارجن کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

2. اسے روشنی کے میٹرز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔

3. اسے کلکولیٹرز اور گھڑیوں کو پاور فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

4. اسے خلائی جہازوں میں الیکٹریکل توانائی فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

نتیجہ: اگرچہ سورجی سیل کے کچھ نقصانات ہیں، لیکن ٹ