આ કુશળ ટેકનોલોજી ફોટોવોલ્ટેઈક અસરનો ગેરલાભ ઉઠાવે છે, આ એક ભૌતિક ઘટના છે જેમાં સૌર ફોટોન સેમીકન્ડક્ટરની સપાટી સાથે અથડાય છે, જેના પરિણામે ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે અને શોષણક્ષમ વિદ્યુત

જંગલમાં

પ્રવાહ પેદા થાય છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક અસર એ ભૌતિકશાસ્ત્રની મૂળભૂત ઘટના છે જે ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોની કામગીરીનો આધાર છે. જ્યારે પ્રકાશ, ફોટોનના સ્વરૂપમાં, સેમીકન્ડક્ટર પદાર્થની સપાટી સાથે અથડાય છે, જેમ કે સૌર કોષોમાં વપરાતા સિલિકોન સાથે અથડાય છે ત્યારે આવું થાય છે. જ્યારે ફોટોન સામગ્રી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે તેઓ તેમની ઊર્જા સેમીકન્ડક્ટર માળખામાંના ઇલેક્ટ્રોનમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે.

ફોટોનની ઊર્જા ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરે છે, જે તેમને તેમની અણુ ભ્રમણકક્ષામાંથી મુક્ત કરે છે. આ મુક્ત થયેલા ઇલેક્ટ્રૉન પછી ગતિઊર્જા પ્રાપ્ત કરે છે અને પદાર્થમાંથી પસાર થાય છે. ઇલેક્ટ્રૉનની આ ગતિ જ વિદ્યુત

જંગલમાં

પ્રવાહ પેદા કરે છે. જો કે, તેમની ઉત્તેજિત અવસ્થામાં, ઇલેક્ટ્રોન પદાર્થમાં છિદ્રો (ખૂટતા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બાકી રહેલી ખાલી જગ્યાઓ) સાથે પુનઃસંયોજન પામે છે, જે ફોટોવોલ્ટેઇક અસરને રદ કરી શકે છે.

આ અનિચ્છનીય પુનઃસંયોજનને ટાળવા માટે, ફોટોવોલ્ટેઇક કોશિકાઓને પીએન જંકશન બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. લાક્ષણિક સૌર કોષમાં સેમીકન્ડક્ટર પદાર્થના ઉપરના સ્તરને વધારાના ઇલેક્ટ્રોન (એન-ટાઇપ) ધરાવતા અણુઓ સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે, જ્યારે તળિયેનું સ્તર વધારાના છિદ્રો (પી-ટાઇપ) વાળા અણુઓ સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે. આ ગોઠવણીથી વિદ્યુત

જંગલમાં

ક્ષેત્ર રચાય છે જે મુક્ત થયેલા ઇલેક્ટ્રોનને n-પ્રકારના સ્તર તરફ અને છિદ્રોને p-પ્રકારના સ્તર તરફ દોરી જાય છે.

પરિણામે, ફોટોવોલ્ટેઈક અસર દ્વારા મુક્ત થતા ઇલેક્ટ્રોન ફોટોવોલ્ટેઈક કોષની એન-પ્રકારની સપાટી પર એકઠા થાય છે, જ્યારે છિદ્રોને પી-પ્રકારની સપાટી પર એકઠા કરવામાં આવે છે. વિદ્યુત

જંગલમાં

ભારોનું આ વિભાજન બે સ્તરો વચ્ચે વિદ્યુત

જંગલમાં

સ્થિતિમાન પેદા કરે છે, આમ જ્યારે સૂર્યપ્રકાશ કોષને અથડાય છે ત્યારે સતત વિદ્યુત

જંગલમાં

પ્રવાહ પેદા કરે છે. આ પ્રવાહ પછી વિદ્યુત

જંગલમાં

ઉપકરણોને પાવર આપવા માટે વીજળીના સ્ત્રોત તરીકે વાપરી શકાય છે અથવા પછીના ઉપયોગ માટે બેટરીમાં સંગ્રહિત કરી શકાય છે. વહન બેન્ડમાં તેમની ઉત્તેજિત અવસ્થામાં, આ ઇલેક્ટ્રોન પદાર્થમાંથી પસાર થવા માટે મુક્ત હોય છે, અને તે ઇલેક્ટ્રોનની આ ગતિ છે જે કોષમાં વિદ્યુત

જંગલમાં

પ્રવાહ બનાવે છે.

આ કોષો એક જ સિલિકોન સ્ફટિકમાંથી બનાવવામાં આવે છે, જે તેમને એક સમાન માળખું અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા આપે છે.
અનન્ય સ્ફટિક અભિગમ સોલાર ફોટોનને વધુ સારી રીતે કેપ્ચર કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતામાં પરિણમે છે.
જો કે, ઉત્પાદન પ્રક્રિયા વધુ જટિલ છે, જેના પરિણામે ઉત્પાદન ખર્ચમાં વધારો થાય છે.

બહુવિધ સ્ફટિકો ધરાવતા સિલિકોન બ્લોક્સમાંથી બનેલા આ કોષો મોનોસ્ફટિકાઇન્સ કરતા વધુ સરળ અને સસ્તા હોય છે.
સ્ફટિકો વચ્ચેની સીમાઓ કાર્યક્ષમતામાં થોડો ઘટાડો કરી શકે છે, પરંતુ તકનીકી પ્રગતિએ સમય જતાં તેમની કામગીરીમાં સુધારો કર્યો છે.
તેઓ ખર્ચ, કાર્યક્ષમતા અને ટકાઉપણા વચ્ચે સારું સંતુલન પ્રદાન કરે છે.

આ કોષોને સેમીકન્ડક્ટર પદાર્થના પાતળા સ્તરને સીધા જ કાચ અથવા ધાતુ જેવા સબસ્ટ્રેટ પર જમા કરીને બનાવવામાં આવે છે.
તેઓ સિલિકોન કોષો કરતા હળવા અને વધુ લવચીક હોય છે, જે તેમને નરમ સૌર છત જેવા વિવિધ કાર્યક્રમોમાં સંકલિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.
કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે સિલિકોન સેલ્સ કરતા ઓછી હોય છે, પરંતુ તકનીકી પ્રગતિનો હેતુ તેમની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવાનો છે.

આ કોષો સેમીકન્ડક્ટર પદાર્થોના વિવિધ સ્તરોને જોડે છે, જે હેટરોજંકશન ઇન્ટરફેસ બનાવે છે.
ઇન્ટરફેસ કાર્યક્ષમ ચાર્જ સેપરેશનને પ્રોત્સાહન આપે છે અને ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્ર પુનઃસંયોજનને કારણે થતા નુકસાનને ઘટાડે છે.
એચ.આઈ.ટી. કોષોમાં ઉચ્ચ તાપમાને સારી ઉપજ અને વધુ સારું પ્રદર્શન હોય છે.

પેરોવસ્કાઇટ-આધારિત કોષો પ્રમાણમાં નવા છે અને તેમની ઉત્પાદનની સરળતા અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાની ક્ષમતાને કારણે તેમણે ખૂબ જ રસ દાખવ્યો છે.
પેરોવસ્કાઇટ સામગ્રીને પ્રવાહી દ્રાવણોમાંથી જમા કરી શકાય છે, જે ઓછી ખર્ચાળ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાના દરવાજા ખોલે છે.
જો કે, વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં લાંબા ગાળાની ટકાઉપણું અને સ્થિરતા પડકારો છે. મોટા ભાગના કોમર્શિયલ પીવી સેલ સિંગલ-જંક્શન હોય છે, પરંતુ મલ્ટિ-જંક્શન પીવી સેલ્સ પણ ઊંચી કાર્યક્ષમતા હાંસલ કરવા માટે ઊંચી કાર્યક્ષમતા હાંસલ કરવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યા છે.

મોનોક્રિસ્ટલાઇનઃ એક જ સિલિકોન સ્ફટિકમાંથી બનેલા આ કોષો તેમના એકરૂપ માળખાને કારણે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. જો કે, તેમની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા જટિલ અને ખર્ચાળ છે.
પોલિસ્ફટિકાઇનઃ કેટલાક સિલિકોન સ્ફટિકોમાંથી બનેલા આ કોષો મોનોસ્ફટિકાઇન્સ કરતાં વધુ સસ્તું ઉત્પાદન કરે છે. જો કે, સ્ફટિકો વચ્ચેની સીમાઓને કારણે તેમની અસરકારકતા થોડી ઓછી હોય છે.

કેડમિયમ ટેલુરાઇડ (સીડીટીઇ) : આ કોષો સેમિકન્ડક્ટર પદાર્થ તરીકે કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડનો ઉપયોગ કરે છે. તે ઉત્પાદન કરવા માટે પોસાય તેવા છે અને ઘણીવાર મોટા પાયે ઉપયોગમાં લેવાય છે. જો કે, કેડમિયમ ઝેરી છે, જે પર્યાવરણીય ચિંતાઓ ઉભી કરે છે.
કોપર ઇન્ડિયમ ગેલિયમ સેલેનાઇડ (CIGS) : આ કોષો તાંબા, ઇન્ડિયમ, ગેલિયમ અને સેલેનિયમના સ્તરોથી બનેલા હોય છે. તેઓ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે અને લવચીક સપાટીઓ પર તેનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે, જે તેમને ચોક્કસ વિશિષ્ટ ઉપયોગો માટે યોગ્ય બનાવે છે.

આ કોષો પ્રકાશનું વિદ્યુત

જંગલમાં

માં રૂપાંતર કરવા માટે કાર્બનિક પોલિમર અથવા કાર્બન આધારિત પદાર્થોનો ઉપયોગ કરે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે હળવા વજનવાળા અને લવચીક હોય છે, પરંતુ તેમની અસરકારકતા ઘણી વખત અન્ય કોશિકાઓના પ્રકારો કરતા ઓછી હોય છે.

પેરોવસ્કાઇટ કોષો પ્રમાણમાં નવા છે પરંતુ તેમની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાની સંભાવના અને સંભવિત રીતે ઘટાડેલા ઉત્પાદન ખર્ચને કારણે તે ખૂબ જ રસ આકર્ષિત કરી રહ્યા છે. તેઓ પ્રકાશને કેપ્ચર કરવા માટે પેરોવસ્કિટ નામના સ્ફટિકીય પદાર્થનો ઉપયોગ કરે છે.