এই উদ্ভাবনী প্রযুক্তি ফোটোভোলটাইক প্রভাবকে কাজে লাগায়, একটি শারীরিক ঘটনা যেখানে সৌর ফোটনগুলি একটি সেমিকন্ডাক্টরের পৃষ্ঠে আঘাত করে, যার ফলে ইলেকট্রনগুলি মুক্তি পায় এবং শোষণযোগ্য বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি হয়।

ফোটোভোলটাইক প্রভাব পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক ঘটনা যা ফোটোভোলটাইক কোষগুলির কার্যকারিতার ভিত্তি। এটি ঘটে যখন ফোটন আকারে আলো সৌর কোষে ব্যবহৃত সিলিকনের মতো সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের পৃষ্ঠে আঘাত করে। যখন ফোটনগুলি উপাদানের সাথে যোগাযোগ করে, তখন তারা তাদের শক্তি সেমিকন্ডাক্টর কাঠামোর ইলেকট্রনগুলিতে স্থানান্তর করে।

ফোটনের শক্তি ইলেকট্রনগুলিকে উত্তেজিত করে, যা তাদের পারমাণবিক কক্ষপথ থেকে মুক্ত করে। এই মুক্ত ইলেকট্রনগুলি তখন গতিশক্তি অর্জন করে এবং উপাদানের মধ্য দিয়ে চলে যায়। এটি ইলেকট্রনের এই আন্দোলন যা একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ উৎপন্ন করে। যাইহোক, তাদের উত্তেজিত অবস্থায়, ইলেকট্রনগুলি উপাদানের ছিদ্রগুলির (অনুপস্থিত ইলেকট্রনদ্বারা ছেড়ে যাওয়া ফাঁকগুলি) সাথে পুনরায় একত্রিত হয়, যা ফোটোভোলটাইক প্রভাবকে বাতিল করতে পারে।

এই অবাঞ্ছিত পুনঃসংযোগ এড়াতে, ফোটোভোলটাইক কোষগুলি একটি পিএন জংশন তৈরি করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। একটি সাধারণ সৌর কোষে, সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের উপরের স্তরটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন (এন-টাইপ) যুক্ত পরমাণুগুলির সাথে ডোপ করা হয়, যখন নীচের স্তরটি অতিরিক্ত গর্ত (পি-টাইপ) যুক্ত পরমাণুগুলির সাথে ডোপ করা হয়। এই কনফিগারেশনটি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে যা মুক্তিপ্রাপ্ত ইলেকট্রনগুলিকে এন-টাইপ স্তরে এবং গর্তগুলিকে পি-টাইপ স্তরে পরিচালিত করে।

ফলস্বরূপ, ফোটোভোলটাইক প্রভাব দ্বারা প্রকাশিত ইলেকট্রনগুলি ফোটোভোলটাইক কোষের এন-টাইপ পৃষ্ঠে সংগ্রহ করা হয়, যখন গর্তগুলি পি-টাইপ পৃষ্ঠে সংগ্রহ করা হয়। চার্জের এই পৃথকীকরণ দুটি স্তরগুলির মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক সম্ভাবনা তৈরি করে, এইভাবে সূর্যের আলো কোষে আঘাত করলে একটি ধ্রুবক বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি করে। এই স্রোতটি তখন বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলিকে শক্তি দেওয়ার জন্য বিদ্যুতের উত্স হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে বা পরে ব্যবহারের জন্য ব্যাটারিতে সংরক্ষণ করা যেতে পারে। বাহক ব্যান্ডে তাদের উত্তেজিত অবস্থায়, এই ইলেকট্রনগুলি উপাদানের মধ্য দিয়ে চলাচল করতে মুক্ত, এবং এটি ইলেকট্রনের এই আন্দোলন যা কোষে বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি করে।

এই কোষগুলি একটি একক সিলিকন স্ফটিক থেকে তৈরি, যা তাদের একটি অভিন্ন কাঠামো এবং উচ্চ দক্ষতা দেয়।
অনন্য স্ফটিক ওরিয়েন্টেশন সৌর ফোটনগুলির আরও ভাল ক্যাপচারের অনুমতি দেয়, যার ফলে উচ্চ দক্ষতা হয়।
যাইহোক, উত্পাদন প্রক্রিয়া আরও জটিল, ফলস্বরূপ উচ্চ উত্পাদন খরচ হয়।

একাধিক স্ফটিক সমন্বিত সিলিকন ব্লক থেকে তৈরি, এই কোষগুলি মনোক্রিস্টালাইনগুলির চেয়ে উত্পাদন করা সহজ এবং সস্তা।
স্ফটিকগুলির মধ্যে সীমানা দক্ষতা কিছুটা হ্রাস করতে পারে তবে প্রযুক্তিগত অগ্রগতি সময়ের সাথে সাথে তাদের কর্মক্ষমতা উন্নত করেছে।
তারা খরচ, দক্ষতা এবং স্থায়িত্বের মধ্যে একটি ভাল ভারসাম্য সরবরাহ করে।

এই কোষগুলি কাচ বা ধাতুর মতো সাবস্ট্রেটে সরাসরি সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের একটি পাতলা স্তর জমা করে তৈরি করা হয়।
এগুলি সিলিকন কোষের চেয়ে হালকা এবং আরও নমনীয়, তাদের নরম সৌর ছাদের মতো বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একীভূত করার অনুমতি দেয়।
দক্ষতা সাধারণত সিলিকন কোষের চেয়ে কম, তবে প্রযুক্তিগত অগ্রগতি তাদের দক্ষতা উন্নত করার লক্ষ্যে।

এই কোষগুলি সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলির বিভিন্ন স্তরকে একত্রিত করে, একটি হেটারোজেন ইন্টারফেস তৈরি করে।
ইন্টারফেস দক্ষ চার্জ পৃথকীকরণকে উত্সাহ দেয় এবং ইলেকট্রন এবং গর্ত পুনঃসংযোগের কারণে ক্ষতি হ্রাস করে।
এইচআইটি কোষগুলির উচ্চ তাপমাত্রায় ভাল ফলন এবং আরও ভাল কর্মক্ষমতা রয়েছে।

পেরোভস্কাইট-ভিত্তিক কোষগুলি তুলনামূলকভাবে নতুন এবং তাদের উত্পাদনের সহজতা এবং উচ্চ দক্ষতার সম্ভাবনার কারণে দুর্দান্ত আগ্রহ আকর্ষণ করেছে।
পেরোভস্কাইট উপকরণগুলি তরল দ্রবণ থেকে জমা করা যেতে পারে, কম ব্যয়বহুল উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির দরজা খুলে দেয়।
যাইহোক, বিভিন্ন পরিস্থিতিতে দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্ব এবং স্থিতিশীলতা চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে। বেশিরভাগ বাণিজ্যিক পিভি কোষগুলি একক-জংশন, তবে উচ্চ ব্যয়ে উচ্চতর দক্ষতা অর্জনের জন্য মাল্টি-জংশন পিভি কোষগুলিও বিকাশ করা হয়েছে।

মনোক্রিস্টালাইন : একক সিলিকন স্ফটিক থেকে তৈরি, এই কোষগুলি তাদের সমজাতীয় কাঠামোর কারণে উচ্চ দক্ষতা সরবরাহ করে। যাইহোক, তাদের উত্পাদন প্রক্রিয়া জটিল এবং ব্যয়বহুল।
পলিক্রিস্টালাইন : বেশ কয়েকটি সিলিকন স্ফটিক থেকে তৈরি, এই কোষগুলি মনোক্রিস্টালাইনগুলির চেয়ে উত্পাদন করতে আরও সাশ্রয়ী মূল্যের। তবে স্ফটিকগুলির মধ্যে সীমানার কারণে তাদের কার্যকারিতা কিছুটা কম।

ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড (সিডি

সিডি ড্রাইভ

টিই) : এই কোষগুলি সেমিকন্ডাক্টর উপাদান হিসাবে ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড ব্যবহার করে। এগুলি উত্পাদন করতে সাশ্রয়ী মূল্যের এবং প্রায়শই বড় আকারের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, ক্যাডমিয়াম বিষাক্ত, যা পরিবেশগত উদ্বেগ বাড়িয়ে তোলে।
- কপার ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম সেলেনাইড (সিআইজিএস) : এই কোষগুলি তামা, ইন্ডিয়াম, গ্যালিয়াম এবং সেলেনিয়ামের স্তরগুলির সমন্বয়ে গঠিত। তারা উচ্চ দক্ষতা সরবরাহ করে এবং নমনীয় পৃষ্ঠগুলিতে উত্পাদিত হতে পারে, তাদের নির্দিষ্ট বিশেষ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

এই কোষগুলি আলোকে বিদ্যুতে রূপান্তর করতে জৈব পলিমার বা কার্বন-ভিত্তিক উপকরণ ব্যবহার করে। এগুলি সাধারণত হালকা এবং নমনীয়, তবে তাদের কার্যকারিতা প্রায়শই অন্যান্য কোষের ধরণের তুলনায় কম থাকে।

পেরোভস্কাইট কোষগুলি তুলনামূলকভাবে নতুন তবে তাদের উচ্চ দক্ষতার সম্ভাবনা এবং সম্ভাব্য হ্রাস উত্পাদন ব্যয়ের কারণে দুর্দান্ত আগ্রহ আকর্ষণ করছে। তারা আলো ক্যাপচার করার জন্য পেরোভস্কাইট নামে একটি স্ফটিক উপাদান ব্যবহার করে।