సౌర ఫలకాల విద్యుత్ ఉత్పత్తి సూత్రం

సెమీకండక్టర్ PN జంక్షన్ పై సూర్యుడు ప్రకాశిస్తాడు, కొత్త రంధ్రం-ఎలక్ట్రాన్ జత ఏర్పడుతుంది. PN జంక్షన్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో, రంధ్రం P ప్రాంతం నుండి N ప్రాంతానికి ప్రవహిస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్ N ప్రాంతం నుండి P ప్రాంతానికి ప్రవహిస్తుంది. సర్క్యూట్ అనుసంధానించబడినప్పుడు, విద్యుత్ ప్రవాహం ఏర్పడుతుంది. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ సౌర ఘటాలు ఎలా పనిచేస్తాయి.

సౌర విద్యుత్ ఉత్పత్తి సౌర విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి, ఒకటి కాంతి-ఉష్ణ-విద్యుత్ మార్పిడి మోడ్, మరొకటి ప్రత్యక్ష కాంతి-విద్యుత్ మార్పిడి మోడ్.

(1) కాంతి-ఉష్ణ-విద్యుత్ మార్పిడి పద్ధతి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి సౌర వికిరణం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఉష్ణ శక్తిని ఉపయోగిస్తుంది. సాధారణంగా, గ్రహించబడిన ఉష్ణ శక్తిని సౌర కలెక్టర్ పని మాధ్యమం యొక్క ఆవిరిగా మారుస్తుంది, ఆపై ఆవిరి టర్బైన్ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి నడపబడుతుంది. మునుపటి ప్రక్రియ కాంతి-ఉష్ణ మార్పిడి ప్రక్రియ; తరువాతి ప్రక్రియ వేడి-విద్యుత్ మార్పిడి ప్రక్రియ.

(2) సౌర వికిరణ శక్తిని నేరుగా విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడానికి ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడి యొక్క ప్రాథమిక పరికరం సౌర ఘటం. ఫోటోజెనరేషన్ వోల్ట్ ప్రభావం కారణంగా సౌర కాంతి శక్తిని నేరుగా విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే పరికరం సౌర ఘటం. ఇది సెమీకండక్టర్ ఫోటోడయోడ్. సూర్యుడు ఫోటోడయోడ్‌పై ప్రకాశించినప్పుడు, ఫోటోడయోడ్ సౌర కాంతి శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అనేక ఘటాలను శ్రేణిలో లేదా సమాంతరంగా అనుసంధానించినప్పుడు, సాపేక్షంగా పెద్ద అవుట్‌పుట్ శక్తితో కూడిన సౌర ఘటాల చతురస్రాకార శ్రేణి ఏర్పడుతుంది.

ప్రస్తుతం, స్ఫటికాకార సిలికాన్ (పాలిసిలికాన్ మరియు మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్‌తో సహా) అత్యంత ముఖ్యమైన కాంతివిపీడన పదార్థాలు, దాని మార్కెట్ వాటా 90% కంటే ఎక్కువగా ఉంది మరియు భవిష్యత్తులో చాలా కాలం పాటు సౌర ఘటాల ప్రధాన స్రవంతి పదార్థాలుగా ఉంటుంది.

చాలా కాలంగా, పాలీసిలికాన్ పదార్థాల ఉత్పత్తి సాంకేతికతను యునైటెడ్ స్టేట్స్, జపాన్ మరియు జర్మనీ వంటి 3 దేశాలలోని 7 కంపెనీలకు చెందిన 10 కర్మాగారాలు నియంత్రిస్తున్నాయి, ఇవి సాంకేతిక దిగ్బంధనం మరియు మార్కెట్ గుత్తాధిపత్యాన్ని ఏర్పరుస్తున్నాయి.

పాలీసిలికాన్ డిమాండ్ ప్రధానంగా సెమీకండక్టర్లు మరియు సౌర ఘటాల నుండి వస్తుంది. వివిధ స్వచ్ఛత అవసరాల ప్రకారం, ఎలక్ట్రానిక్ స్థాయి మరియు సౌర స్థాయిగా విభజించబడింది. వాటిలో, ఎలక్ట్రానిక్-గ్రేడ్ పాలీసిలికాన్ దాదాపు 55%, సౌర స్థాయి పాలీసిలికాన్ 45% వాటా కలిగి ఉంది.

ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమ యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, సౌర ఘటాలలో పాలీసిలికాన్ డిమాండ్ సెమీకండక్టర్ పాలీసిలికాన్ అభివృద్ధి కంటే వేగంగా పెరుగుతోంది మరియు 2008 నాటికి సోలార్ పాలీసిలికాన్ డిమాండ్ ఎలక్ట్రానిక్-గ్రేడ్ పాలీసిలికాన్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని అంచనా.

1994లో, ప్రపంచంలో మొత్తం సౌర ఘటాల ఉత్పత్తి కేవలం 69MW మాత్రమే, కానీ 2004లో అది 1200MWకి దగ్గరగా ఉంది, కేవలం 10 సంవత్సరాలలో 17 రెట్లు పెరిగింది. 21వ శతాబ్దం మొదటి అర్ధభాగంలో సౌర కాంతివిపీడన పరిశ్రమ అణుశక్తిని అధిగమిస్తుందని నిపుణులు అంచనా వేస్తున్నారు.