सौर सेल के विशेषताएँ और सौर सेल के पैरामीटर

सौर सेल सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणाली की मूल इकाई होती है, जहाँ विद्युत ऊर्जा प्रकाश ऊर्जा से बिना किसी मध्यवर्ती प्रक्रिया के प्राप्त की जाती है। एक सौर सेल का कार्य इसके फोटोवोल्टेजिक प्रभाव पर निर्भर करता है, इसलिए इसे फोटोवोल्टेजिक सेल भी कहा जाता है। एक सौर सेल मूल रूप से एक अर्धचालक उपकरण होता है। सौर सेल जब प्रकाश पर आघात करता है तो विद्युत उत्पन्न करता है और सेल के टर्मिनलों पर स्थापित वोल्टेज या संभावित अंतर 0.5 वोल्ट तक निश्चित होता है और यह घटना प्रकाश की तीव्रता पर लगभग स्वतंत्र होता है, जबकि सेल की वर्तन क्षमता घटना प्रकाश की तीव्रता और प्रकाश के लिए प्रकट क्षेत्र पर लगभग समानुपातिक होती है। प्रत्येक सौर सेल में एक सकारात्मक और एक ऋणात्मक टर्मिनल होता है, जैसा कि अन्य प्रकार की बैटरी सेलों में होता है। आम तौर पर एक सौर या फोटोवोल्टेजिक सेल में ऋणात्मक फ्रंट कंटेक्ट और सकारात्मक बैक कंटेक्ट होता है। एक अर्धचालक p-n जंक्शन इन दो कंटेक्टों के बीच में होता है।

जब सूरज का प्रकाश सेल पर गिरता है, तो प्रकाश के कुछ फोटॉन सौर सेल द्वारा अवशोषित होते हैं। अवशोषित फोटॉनों में से कुछ की ऊर्जा अर्धचालक क्रिस्टल में वैलेंस बैंड और चालक बैंड के बीच की ऊर्जा अंतराल से अधिक होती है। इसलिए, एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन एक फोटॉन से ऊर्जा प्राप्त करता है, उत्तेजित हो जाता है और बंध से बाहर छलांग लगाता है और एक इलेक्ट्रॉन-होल युग्म बनाता है। इन इलेक्ट्रॉन और होलों को प्रकाश-उत्पन्न इलेक्ट्रॉन और होल कहा जाता है। p-n जंक्शन के पास उत्पन्न प्रकाश-उत्पन्न इलेक्ट्रॉन n-प्रकार की तरफ जंक्शन पर विद्युत क्षेत्र के विद्युत स्थैतिक बल के कारण चले जाते हैं। इसी तरह, जंक्शन के पास उत्पन्न प्रकाश-उत्पन्न होल p-प्रकार की तरफ उसी विद्युत स्थैतिक बल के कारण चले जाते हैं। इस प्रकार, सेल के दोनों तरफों के बीच एक संभावित अंतर स्थापित होता है और यदि इन दोनों तरफों को बाहरी परिपथ से जोड़ा जाता है, तो विद्युत धारा सौर सेल के सकारात्मक से ऋणात्मक टर्मिनल तक प्रवाहित होना शुरू होता है। यह एक सौर सेल का मूल कार्य सिद्धांत था, अब हम एक सौर या फोटोवोल्टेजिक सेल के विभिन्न पैरामीटरों पर चर्चा करेंगे, जिन पर सौर पैनल की रेटिंग निर्भर करती है। एक विशिष्ट परियोजना के लिए एक विशिष्ट सौर सेल का चयन करते समय, एक सौर पैनल की रेटिंग जानना आवश्यक होता है। ये पैरामीटर हमें बताते हैं कि एक सौर सेल कितनी कुशलता से प्रकाश को विद्युत में परिवर्तित कर सकता है।

सौर सेल का शॉर्ट सर्किट धारा

सौर सेल द्वारा अपने स्वयं के निर्माण को कोई नुकसान पहुँचाए बिना डिलीवर करने वाली अधिकतम धारा। इसे सेल के टर्मिनलों को शॉर्ट सर्किट करके और सेल की अधिकतम आउटपुट उत्पन्न करने के लिए सबसे अनुकूल स्थितियों में मापा जाता है। अनुकूल स्थिति शब्द का प्रयोग मैंने इसलिए किया है क्योंकि निश्चित प्रकट क्षेत्र के लिए सौर सेल में धारा के उत्पादन की दर प्रकाश की तीव्रता और प्रकाश के सेल पर गिरने के कोण पर भी निर्भर करती है। चूंकि धारा का उत्पादन प्रकाश के लिए प्रकट क्षेत्र के क्षेत्रफल पर भी निर्भर करता है, इसलिए अधिकतम धारा घनत्व को व्यक्त करना अधिकतम धारा को व्यक्त करने से बेहतर है। अधिकतम धारा घनत्व या शॉर्ट सर्किट धारा घनत्व रेटिंग कुछ भी नहीं, बल्कि सेल के प्रकट क्षेत्र के क्षेत्रफल के लिए अधिकतम या शॉर्ट सर्किट धारा का अनुपात है।

जहाँ, Isc शॉर्ट सर्किट धारा, Jsc अधिकतम धारा घनत्व और A सौर सेल का क्षेत्रफल है।

सौर सेल का ओपन सर्किट वोल्टेज

इसे सेल के टर्मिनलों पर वोल्टेज को मापकर जब कोई लोड सेल से जुड़ा नहीं होता, तो मापा जाता है। यह वोल्टेज निर्माण की तकनीकों और तापमान पर निर्भर करता है, लेकिन प्रकाश की तीव्रता और प्रकट क्षेत्र के क्षेत्रफल पर नहीं। आम तौर पर सौर सेल का ओपन सर्किट वोल्टेज लगभग 0.5 से 0.6 वोल्ट तक होता है। इसे आमतौर पर Voc द्वारा दर्शाया जाता है।

सौर सेल का अधिकतम शक्ति बिंदु

एक सौर सेल द्वारा अपनी मानक परीक्षण स्थितियों पर डिलीवर करने वाली अधिकतम विद्युत शक्ति। यदि हम एक सौर सेल के v-i विशेषताओं को खींचते हैं, तो अधिकतम शक्ति विशेषता वक्र के मोड़ बिंदु पर होगी। इसे सौर सेल के v-i विशेषताओं में Pm द्वारा दर्शाया जाता है।

अधिकतम शक्ति बिंदु पर धारा

अधिकतम शक्ति बिंदु पर धारा। अधिकतम शक्ति बिंदु पर धारा को सौर सेल के v-i विशेषताओं में Im द्वारा दर्शाया जाता है।

अधिकतम शक्ति बिंदु पर वोल्टेज

अधिकतम शक्ति बिंदु पर वोल्टेज। अधिकतम शक्ति बिंदु पर वोल्टेज को सौर सेल के v-i विशेषताओं में Vm द्वारा दर्शाया जाता है।

सौर सेल का फिल फैक्टर

अधिकतम शक्ति बिंदु पर धारा और वोल्टेज के गुणनफल और शॉर्ट सर्किट धारा और ओपन सर्किट वोल्टेज के गुणनफल के बीच का अनुपात।

सौर सेल की दक्षता

इसे सेल तक पहुँचने वाली विकिरण शक्ति के इनपुट के लिए सेल द्वारा उत्पन्न अधिकतम विद्युत शक्ति का अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है और इसे प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है। माना जाता है कि पृथ्वी पर विकिरण शक्ति लगभग 1000 वाट/वर्ग मीटर है, इसलिए यदि सेल का प्रकट क्षेत्रफल A है, तो सेल पर कुल विकिरण शक्ति 1000 A वाट होगी। इसलिए सौर सेल की दक्षता निम्न प्रकार व्यक्त की जा सकती है

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