ఈ తెలివైన సాంకేతికత ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించుకుంటుంది, ఇది సౌర ఫోటాన్లు సెమీకండక్టర్ యొక్క ఉపరితలాన్ని తాకే భౌతిక దృగ్విషయం, దీని ఫలితంగా ఎలక్ట్రాన్ల విడుదల మరియు దోపిడీ చేయదగిన విద్యుత్ ప్రవాహం ఉత్పత్తి అవుతుంది.

ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్రభావం అనేది భౌతికశాస్త్రం యొక్క ఒక ప్రాథమిక దృగ్విషయం, ఇది ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల పనితీరుకు ఆధారం. కాంతి, ఫోటాన్ల రూపంలో, సౌర కణాలలో ఉపయోగించే సిలికాన్ వంటి సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క ఉపరితలాన్ని తాకినప్పుడు ఇది సంభవిస్తుంది. ఫోటాన్లు పదార్థంతో సంకర్షణ చెందినప్పుడు, అవి సెమీకండక్టర్ నిర్మాణంలోని ఎలక్ట్రాన్లకు తమ శక్తిని బదిలీ చేస్తాయి.

ఫోటాన్ల శక్తి ఎలక్ట్రాన్లను ఉత్తేజపరుస్తుంది, ఇది వాటిని వాటి పరమాణు కక్ష్యల నుండి విముక్తం చేస్తుంది. ఈ విడుదల చేసిన ఎలక్ట్రాన్లు అప్పుడు గతిజశక్తిని పొంది పదార్థం గుండా కదులుతాయి. ఎలక్ట్రాన్ల ఈ చలనమే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఏదేమైనా, వాటి ఉత్తేజిత స్థితిలో, ఎలక్ట్రాన్లు పదార్థంలోని రంధ్రాలతో (తప్పిపోయిన ఎలక్ట్రాన్లు విడిచిపెట్టిన అంతరాలు) తిరిగి సంయోగం చెందుతాయి, ఇది ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్రభావాన్ని రద్దు చేస్తుంది.

ఈ అవాంఛిత పునరేకీకరణను నివారించడానికి, ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాలు పిఎన్ జంక్షన్ సృష్టించడానికి రూపొందించబడ్డాయి. ఒక సాధారణ సౌర కణంలో, సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క పై పొర అదనపు ఎలక్ట్రాన్లు (ఎన్-రకం) కలిగిన పరమాణువులతో డోప్ చేయబడుతుంది, దిగువ పొర అదనపు రంధ్రాలు (పి-రకం) ఉన్న పరమాణువులతో డోప్ చేయబడుతుంది. ఈ కాన్ఫిగరేషన్ ఒక విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది, ఇది విడుదలైన ఎలక్ట్రాన్లను ఎన్-రకం పొరకు మరియు రంధ్రాలను పి-రకం పొరకు నిర్దేశిస్తుంది.

తత్ఫలితంగా, ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్రభావం ద్వారా విడుదలయ్యే ఎలక్ట్రాన్లు ఫోటోవోల్టాయిక్ కణం యొక్క ఎన్-రకం ఉపరితలంపై సేకరించబడతాయి, అదే సమయంలో రంధ్రాలు పి-రకం ఉపరితలంపై సేకరించబడతాయి. ఈ ఆవేశాల విభజన రెండు పొరల మధ్య విద్యుత్ పొటెన్షియల్ ను సృష్టిస్తుంది, తద్వారా సూర్యకాంతి కణాన్ని తాకినప్పుడు స్థిరమైన విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ కరెంటును విద్యుత్ ఉపకరణాలకు విద్యుత్ వనరుగా ఉపయోగించవచ్చు లేదా తరువాత ఉపయోగం కోసం బ్యాటరీలలో నిల్వ చేయవచ్చు. వాహక పట్టీలో వాటి ఉత్తేజిత స్థితిలో, ఈ ఎలక్ట్రాన్లు పదార్థం గుండా స్వేచ్ఛగా కదులుతాయి, మరియు ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ఈ కదలిక కణంలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది.

ఈ కణాలు ఒకే సిలికాన్ స్ఫటికం నుండి తయారవుతాయి, ఇది వాటికి ఏకరీతి నిర్మాణం మరియు అధిక సామర్థ్యాన్ని ఇస్తుంది.
ప్రత్యేకమైన క్రిస్టల్ ఓరియెంటేషన్ సౌర ఫోటాన్లను బాగా సంగ్రహించడానికి అనుమతిస్తుంది, ఫలితంగా అధిక సామర్థ్యం లభిస్తుంది.
అయినప్పటికీ, తయారీ ప్రక్రియ మరింత సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది, ఫలితంగా అధిక ఉత్పత్తి ఖర్చులు ఉంటాయి.

బహుళ స్ఫటికాలను కలిగి ఉన్న సిలికాన్ బ్లాక్స్ నుండి తయారైన ఈ కణాలు మోనోక్రిస్టలిన్ల కంటే ఉత్పత్తి చేయడం సులభం మరియు చౌక.
స్ఫటికాల మధ్య సరిహద్దులు సామర్థ్యాన్ని కొద్దిగా తగ్గించవచ్చు, కానీ సాంకేతిక పురోగతి కాలక్రమేణా వాటి పనితీరును మెరుగుపరిచింది.
అవి ఖర్చు, సామర్థ్యం మరియు స్థిరత్వం మధ్య మంచి సమతుల్యతను అందిస్తాయి.

సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క సన్నని పొరను నేరుగా గాజు లేదా లోహం వంటి ఉపరితలంపై నిక్షిప్తం చేయడం ద్వారా ఈ కణాలు తయారవుతాయి.
అవి సిలికాన్ సెల్స్ కంటే తేలికైనవి మరియు సరళమైనవి, మృదువైన సౌర పైకప్పులు వంటి వివిధ అనువర్తనాలలో వాటిని ఏకీకృతం చేయడానికి అనుమతిస్తాయి.
సామర్థ్యం సాధారణంగా సిలికాన్ కణాల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ సాంకేతిక పురోగతి వాటి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.

ఈ కణాలు సెమీకండక్టర్ పదార్థాల యొక్క వివిధ పొరలను మిళితం చేస్తాయి, హెటెరోజంక్షన్ ఇంటర్ఫేస్ను సృష్టిస్తాయి.
ఇంటర్ ఫేస్ సమర్థవంతమైన ఛార్జ్ విభజనను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్ మరియు హోల్ రీకాంబినేషన్ వల్ల కలిగే నష్టాలను తగ్గిస్తుంది.
HIT కణాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మంచి దిగుబడులు మరియు మెరుగైన పనితీరును కలిగి ఉంటాయి.

పెరోవ్ స్కైట్ ఆధారిత కణాలు సాపేక్షంగా కొత్తవి మరియు వాటి తయారీ సౌలభ్యం మరియు అధిక సామర్థ్య సామర్థ్యం కారణంగా గొప్ప ఆసక్తిని ఆకర్షించాయి.
పెరోవ్ స్కైట్ పదార్థాలను ద్రవ ద్రావణాల నుండి నిక్షిప్తం చేయవచ్చు, ఇది తక్కువ ఖరీదైన తయారీ ప్రక్రియలకు తలుపులు తెరుస్తుంది.
ఏదేమైనా, వివిధ పరిస్థితులలో దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం మరియు స్థిరత్వం సవాళ్లుగా ఉన్నాయి. చాలా వాణిజ్య పివి కణాలు సింగిల్-జంక్షన్, కానీ మల్టీ-జంక్షన్ పివి కణాలు కూడా అధిక ఖర్చుతో అధిక సామర్థ్యాలను సాధించడానికి అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి.

మోనోక్రిస్టలిన్ : ఒకే సిలికాన్ స్ఫటికం నుండి తయారైన ఈ కణాలు వాటి సజాతీయ నిర్మాణం కారణంగా అధిక సామర్థ్యాన్ని అందిస్తాయి. అయితే, వాటి తయారీ ప్రక్రియ సంక్లిష్టమైనది మరియు ఖరీదైనది.
పాలీక్రిస్టలిన్ : అనేక సిలికాన్ స్ఫటికాల నుండి తయారైన ఈ కణాలు మోనోక్రిస్టలిన్ల కంటే ఉత్పత్తి చేయడానికి చౌకగా ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, స్ఫటికాల మధ్య సరిహద్దుల కారణంగా వాటి ప్రభావం కొద్దిగా తక్కువగా ఉంటుంది.

కాడ్మియం టెల్లురైడ్ (సిడిటి) : ఈ కణాలు కాడ్మియం టెల్లరైడ్ ను సెమీకండక్టర్ పదార్థంగా ఉపయోగిస్తాయి. అవి ఉత్పత్తి చేయడానికి సరసమైనవి మరియు తరచుగా పెద్ద-స్థాయి అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడతాయి. అయినప్పటికీ, కాడ్మియం విషపూరితమైనది, ఇది పర్యావరణ ఆందోళనలను పెంచుతుంది.
కాపర్ ఇండియం గాలియం సెలెనైడ్ (సిఐజిఎస్) : ఈ కణాలు రాగి, ఇండియం, గాలియం మరియు సెలీనియం పొరలతో కూడి ఉంటాయి. అవి అధిక సామర్థ్యాన్ని అందిస్తాయి మరియు సౌకర్యవంతమైన ఉపరితలాలపై తయారు చేయవచ్చు, ఇవి కొన్ని ప్రత్యేక అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి.

ఈ కణాలు కాంతిని విద్యుత్తుగా మార్చడానికి సేంద్రీయ పాలిమర్లు లేదా కార్బన్ ఆధారిత పదార్థాలను ఉపయోగిస్తాయి. అవి సాధారణంగా తేలికైనవి మరియు సరళమైనవి, కానీ వాటి ప్రభావం తరచుగా ఇతర కణ రకాల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

పెరోవ్ స్కైట్ కణాలు సాపేక్షంగా కొత్తవి కాని వాటి అధిక సామర్థ్య సామర్థ్యం మరియు తక్కువ ఉత్పత్తి వ్యయం కారణంగా గొప్ప ఆసక్తిని ఆకర్షిస్తున్నాయి. ఇవి కాంతిని పట్టుకోవడానికి పెరోవ్ స్కైట్ అనే స్ఫటిక పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తాయి.