సౌర ఫలకాల విద్యుత్ ఉత్పత్తి సూత్రం

సెమీకండక్టర్ PN జంక్షన్‌పై సూర్యరశ్మి పడినప్పుడు, ఒక కొత్త హోల్-ఎలక్ట్రాన్ జత ఏర్పడుతుంది. PN జంక్షన్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం చర్య వలన, హోల్ P ప్రాంతం నుండి N ప్రాంతానికి, మరియు ఎలక్ట్రాన్ N ప్రాంతం నుండి P ప్రాంతానికి ప్రవహిస్తాయి. సర్క్యూట్‌ను అనుసంధానించినప్పుడు, విద్యుత్ ప్రవాహం ఏర్పడుతుంది. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ సోలార్ సెల్స్ ఈ విధంగానే పనిచేస్తాయి.

సౌర విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి, ఒకటి కాంతి-ఉష్ణం-విద్యుత్ మార్పిడి విధానం, మరొకటి ప్రత్యక్ష కాంతి-విద్యుత్ మార్పిడి విధానం.

(1) కాంతి-ఉష్ణం-విద్యుత్ మార్పిడి పద్ధతి సౌర వికిరణం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఉష్ణ శక్తిని ఉపయోగించి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. సాధారణంగా, శోషించబడిన ఉష్ణ శక్తి సౌర కలెక్టర్ ద్వారా పని చేసే మాధ్యమం యొక్క ఆవిరిగా మార్చబడుతుంది, ఆపై ఆవిరి టర్బైన్‌ను విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి నడుపుతారు. మొదటి ప్రక్రియ కాంతి-ఉష్ణ మార్పిడి ప్రక్రియ; రెండవ ప్రక్రియ ఉష్ణం – విద్యుత్ మార్పిడి ప్రక్రియ.

(2) సౌర వికిరణ శక్తిని నేరుగా విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడానికి ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తారు. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడి యొక్క ప్రాథమిక పరికరం సోలార్ సెల్. సోలార్ సెల్ అనేది ఫోటోజెనరేషన్ వోల్ట్ ప్రభావం కారణంగా సౌర కాంతి శక్తిని నేరుగా విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే ఒక పరికరం. ఇది ఒక సెమీకండక్టర్ ఫోటోడయోడ్. సూర్యరశ్మి ఫోటోడయోడ్‌పై పడినప్పుడు, ఫోటోడయోడ్ సౌర కాంతి శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చి కరెంట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అనేక సెల్‌లను శ్రేణిలో లేదా సమాంతరంగా అనుసంధానించినప్పుడు, సాపేక్షంగా అధిక అవుట్‌పుట్ పవర్‌తో కూడిన సోలార్ సెల్‌ల చతురస్రాకార శ్రేణిని ఏర్పరచవచ్చు.

ప్రస్తుతం, స్ఫటికాకార సిలికాన్ (పాలిసిలికాన్ మరియు మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్‌తో సహా) అత్యంత ముఖ్యమైన ఫోటోవోల్టాయిక్ పదార్థం, దీని మార్కెట్ వాటా 90% కంటే ఎక్కువగా ఉంది మరియు భవిష్యత్తులో కూడా చాలా కాలం పాటు సౌర ఘటాలకు ఇది ప్రధాన స్రవంతి పదార్థంగా కొనసాగుతుంది.

చాలా కాలంగా, పాలిసిలికాన్ పదార్థాల ఉత్పత్తి సాంకేతికత, అమెరికా, జపాన్ మరియు జర్మనీ వంటి 3 దేశాలలోని 7 కంపెనీలకు చెందిన 10 కర్మాగారాల నియంత్రణలో ఉండి, ఒక సాంకేతిక దిగ్బంధనాన్ని మరియు మార్కెట్ గుత్తాధిపత్యాన్ని ఏర్పరుస్తోంది.

పాలిసిలికాన్ డిమాండ్ ప్రధానంగా సెమీకండక్టర్లు మరియు సోలార్ సెల్స్ నుండి వస్తుంది. విభిన్న స్వచ్ఛత అవసరాల ప్రకారం, దీనిని ఎలక్ట్రానిక్ స్థాయి మరియు సోలార్ స్థాయిగా విభజించారు. వీటిలో, ఎలక్ట్రానిక్-గ్రేడ్ పాలిసిలికాన్ వాటా సుమారు 55% కాగా, సోలార్ స్థాయి పాలిసిలికాన్ వాటా 45%.

ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమ వేగంగా అభివృద్ధి చెందడంతో, సెమీకండక్టర్ పాలిసిలికాన్ అభివృద్ధి కంటే సోలార్ సెల్స్‌లో పాలిసిలికాన్‌కు డిమాండ్ వేగంగా పెరుగుతోంది, మరియు 2008 నాటికి సోలార్ పాలిసిలికాన్ డిమాండ్ ఎలక్ట్రానిక్-గ్రేడ్ పాలిసిలికాన్ డిమాండ్‌ను అధిగమిస్తుందని అంచనా వేయబడింది.

1994లో ప్రపంచవ్యాప్తంగా సౌర ఘటాల మొత్తం ఉత్పత్తి కేవలం 69 మెగావాట్లు మాత్రమే కాగా, 2004 నాటికి అది దాదాపు 1200 మెగావాట్లకు చేరుకుంది. అంటే కేవలం 10 సంవత్సరాలలోనే 17 రెట్లు పెరుగుదల నమోదైంది. 21వ శతాబ్దపు మొదటి అర్ధభాగంలో సౌర ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమ, అత్యంత ముఖ్యమైన ప్రాథమిక ఇంధన వనరులలో ఒకటిగా అణుశక్తిని అధిగమిస్తుందని నిపుణులు అంచనా వేస్తున్నారు.