यो सरल प्रविधिले फोटोभोल्टिक प्रभावको शोषण गर्दछ, एक भौतिक घटना जहाँ सौर फोटोनहरू अर्धचालकको सतहमा ठोक्किन्छन्, जसको परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोनहरूको रिहाई र शोषण योग्य विद्युत प्रवाहको उत्पादन हुन्छ।

फोटोवोल्टिक प्रभाव भौतिकीको एक मौलिक घटना हो जुन फोटोवोल्टिक कोशिकाहरूको कार्यको आधार हो। यो तब हुन्छ जब प्रकाश, फोटोनको रूपमा, अर्धचालक पदार्थको सतहमा ठोक्किन्छ, जस्तै सौर कोशिकाहरूमा प्रयोग गरिएको सिलिकन। जब फोटोनहरूले पदार्थसँग अन्तरक्रिया गर्छन्, उनीहरूले आफ्नो ऊर्जा अर्धचालक संरचनामा इलेक्ट्रोनहरूमा स्थानान्तरण गर्छन्।

फोटानहरूको ऊर्जाले इलेक्ट्रोनहरूलाई उत्तेजित गर्दछ, जसले तिनीहरूलाई उनीहरूको परमाणु कक्षाहरूबाट मुक्त गर्दछ। यी उत्सर्जित इलेक्ट्रोनहरूले त्यसपछि गतिज ऊर्जा प्राप्त गर्छन् र सामग्रीमार्फत जान्छन्। यो इलेक्ट्रोनको यो गति हो जसले विद्युत प्रवाह उत्पन्न गर्दछ। तथापि, उनीहरूको उत्तेजित अवस्थामा, इलेक्ट्रोनहरू सामग्रीमा प्वालहरू (हराएका इलेक्ट्रोनहरू द्वारा छोडिएको अन्तरालहरू) सँग पुन : संयोजन गर्छन्, जसले फोटोवोल्टिक प्रभावलाई रद्द गर्न सक्छ।

यो अवांछित पुनर्संयोजनबाट बच्न, फोटोवोल्टिक कक्षहरू पीएन जंक्शन सिर्जना गर्न डिजाइन गरिएको छ। एक सामान्य सौर सेलमा, अर्धचालक सामग्रीको माथिल्लो तह लाई अधिक इलेक्ट्रॉनहरू (एन-प्रकार) भएका परमाणुहरूसँग डोप गरिन्छ, जबकि तलको तह अतिरिक्त छिद्रहरू (पी-प्रकार) भएका परमाणुहरूसँग डोप गरिन्छ। यो कन्फिगरेसनले विद्युतीय क्षेत्र सिर्जना गर्दछ जसले जारी इलेक्ट्रोनहरूलाई एन-प्रकार तहमा र प्वालहरूलाई पी-प्रकार तहमा निर्देशित गर्दछ।

नतिजाको रूपमा, फोटोवोल्टिक प्रभावद्वारा जारी इलेक्ट्रोनहरू फोटोवोल्टिक सेलको एन-प्रकार सतहमा सङ्कलन गरिन्छ, जबकि प्वालहरू पी-प्रकार सतहमा सङ्कलन गरिन्छ। चार्जहरूको यो पृथक्करणले दुई तहहरू बीच एक विद्युत क्षमता सिर्जना गर्दछ, यसैले सूर्यको प्रकाश सेलमा ठोक्किँदा एक स्थिर विद्युत प्रवाह उत्पन्न गर्दछ। यस करेन्टलाई विद्युतीय उपकरणहरूलाई शक्ति प्रदान गर्न बिजुलीको स्रोतको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ वा पछि प्रयोगको लागि ब्याट्रीमा भण्डारण गर्न सकिन्छ। चालन ब्यान्डमा उनीहरूको उत्तेजित अवस्थामा, यी इलेक्ट्रोनहरू सामग्रीमार्फत सार्न स्वतन्त्र हुन्छन्, र यो इलेक्ट्रोनको यो गति हो जसले सेलमा विद्युत प्रवाह सिर्जना गर्दछ।

यी कोशिकाहरू एकल सिलिकन क्रिस्टलबाट बनाइन्छ, जसले तिनीहरूलाई एक समान संरचना र उच्च दक्षता दिन्छ।
अद्वितीय क्रिस्टल अभिविन्यासले सौर फोटोनहरूको राम्रो क्याप्चरको लागि अनुमति दिन्छ, जसको परिणामस्वरूप उच्च दक्षता हुन्छ।
तथापि, उत्पादन प्रक्रिया अधिक जटिल छ, जसको परिणामस्वरूप उच्च उत्पादन लागत हुन्छ।

धेरै क्रिस्टलहरू समावेश सिलिकन ब्लकहरूबाट बनेको, यी कोशिकाहरू मोनोक्रिस्टलाइनहरू भन्दा उत्पादन गर्न सजिलो र सस्ता छन्।
क्रिस्टलहरू बीचको सीमाहरूले दक्षतालाई थोरै कम गर्न सक्छ, तर प्राविधिक प्रगतिले समयको साथ उनीहरूको प्रदर्शनमा सुधार गरेको छ।
तिनीहरूले लागत, दक्षता र स्थिरता बीच एक राम्रो सन्तुलन प्रदान गर्दछ।

यी कोषहरू सेमिकन्डक्टर सामग्रीको पातलो तहलाई सीधै सब्सट्रेटमा जम्मा गरेर बनाइन्छ, जस्तै ग्लास वा धातु।
तिनीहरू सिलिकन सेलहरू भन्दा हल्का र अधिक लचिलो हुन्छन्, जसले तिनीहरूलाई विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा एकीकृत गर्न अनुमति दिन्छ, जस्तै नरम सौर छतहरू।
दक्षता सामान्यतया सिलिकन सेलको तुलनामा कम छ, तर प्राविधिक प्रगतिहरू उनीहरूको दक्षता सुधार गर्ने उद्देश्यले छन्।

यी कोषहरूले अर्धचालक सामग्रीका विभिन्न तहहरूलाई संयोजन गर्दछ, एक हेटरोजेक्शन इन्टरफेस सिर्जना गर्दछ।
इन्टरफेसले कुशल चार्ज पृथक्करणलाई बढावा दिन्छ र इलेक्ट्रोन र होल पुनर्संयोजनको कारण हानि कम गर्दछ।
एचआईटी कोशिकाहरूको राम्रो उत्पादन र उच्च तापमानमा राम्रो प्रदर्शन हुन्छ।

पेरोवस्काइट-आधारित कोशिकाहरू अपेक्षाकृत नयाँ छन् र उनीहरूको निर्माणको सजिलो र उच्च दक्षता क्षमताको कारण ठूलो चासो आकर्षित गरेका छन्।
पेरोवस्काइट सामग्रीतरल समाधानहरूबाट जम्मा गर्न सकिन्छ, कम महँगो विनिर्माण प्रक्रियाहरूको ढोका खोल्दछ।
तथापि, विभिन्न परिस्थितिमा दीर्घकालीन दिगोपना र स्थिरता अझै पनि चुनौतीका रूपमा रहेका छन् । अधिकांश व्यावसायिक पीवी कोशिकाहरू एकल-जंक्शन हुन्, तर बहु-जंक्शन पीभी कोशिकाहरू पनि उच्च लागतमा उच्च दक्षता हासिल गर्न विकसित गरिएको छ।

मोनोक्रिस्टलाइन : एकल सिलिकन क्रिस्टलबाट बनेको, यी कोशिकाहरूले उनीहरूको सजातीय संरचनाको कारण उच्च दक्षता प्रदान गर्दछ। तथापि, तिनीहरूको उत्पादन प्रक्रिया जटिल र महँगो छ।
पोलिक्रिस्टलाइन : धेरै सिलिकन क्रिस्टलबाट बनेको, यी कोशिकाहरू मोनोक्रिस्टलाइनहरू भन्दा उत्पादन गर्न अधिक किफायती छन्। तथापि, क्रिस्टलहरू बीचको सीमाहरूको कारण उनीहरूको प्रभावकारिता थोरै कम छ।

क्याडमियम टेलुराइड (सीडी

सीडी प्लेयर

टीई) : यी कोषहरूले अर्धचालक सामग्रीको रूपमा क्याडमियम टेलुराइड प्रयोग गर्छन्। तिनीहरू उत्पादन गर्न किफायती छन् र अक्सर ठूलो मात्रामा अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ। तथापि, क्याडमियम विषाक्त छ, जसले पर्यावरणीय चिन्ता बढाउँछ।
कपर इन्डियम ग्यालियम सेलेनाइड (सीआईजीएस) : यी कोषहरू तामा, इन्डियम, ग्यालियम र सेलेनियमका तहहरू मिलेर बनेका हुन्छन्। तिनीहरूले उच्च दक्षता प्रदान गर्छन् र लचिलो सतहहरूमा निर्माण गर्न सकिन्छ, तिनीहरूलाई केही विशेष अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त बनाउँदछ।

यी कोषहरूले प्रकाशलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्न जैविक पोलिमर वा कार्बन-आधारित सामग्रीहरू प्रयोग गर्छन्। तिनीहरू सामान्यतया हल्का र लचिलो हुन्छन्, तर तिनीहरूको प्रभावकारिता प्रायः अन्य सेल प्रकारहरूको तुलनामा कम हुन्छ।

पेरोवस्काइट कोशिकाहरू अपेक्षाकृत नयाँ छन् तर उनीहरूको उच्च दक्षता क्षमता र सम्भावित कम उत्पादन लागतको कारण ठूलो चासो आकर्षित गर्दैछन्। तिनीहरूले प्रकाश कब्जा गर्न पेरोवस्काइट नामक एक क्रिस्टलीय सामग्री प्रयोग गर्छन्।