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अर्धचालक से बना प्रकाश परिवर्तक
क्रिस्टलीय सिलिकॉन का सौर सेल तैयार वेफ़र, सतही परतों और संपर्कों से अवशोषित प्रकाश को विद्युत शक्ति में बदलता है। अकेला सिलिकॉन काम तय नहीं करता: लॉजिक चिप नियंत्रित स्विचिंग से संकेतों पर काम करती है; सौर सेल प्रकाश से बने आवेश एकत्र करता है। दी गई ऊर्जा प्रकाश से आती है।
फ़ोटॉन से लोड में धारा तक
पर्याप्त ऊर्जा वाला अवशोषित फ़ोटॉन इलेक्ट्रॉन–होल जोड़ा बना सकता है। होल इलेक्ट्रॉन की कमी है जो धन वाहक जैसा व्यवहार करती है। जंक्शन उन्हें अलग करने में मदद करता है; पुनर्संयोजन से उनका संग्रह रुक सकता है।
स्रोत: NREL: फ़ोटोवोल्टाइक के मूल सिद्धांत और तरीके ↗
चयनशील संपर्क एक प्रकार के वाहक को एकत्र करके पुनर्संयोजन की हानि सीमित करते हैं। बाहर बंद सर्किट हो तो सेल लोड को शक्ति देता है। खुला सर्किट वोल्टेज रख सकता है, पर लगातार बाहरी धारा नहीं।
स्रोत: National Laboratory of the Rockies: आवेश वाहक चुनने वाले संपर्कों का शोध ↗ · DOE: फ़ोटोवोल्टाइक सेल की मूल बातें ↗
सेल, मॉड्यूल, ऐरे और इन्वर्टर
- सेल
- एक फ़ोटोवोल्टाइक परिवर्तक।
- मॉड्यूल / पैनल
- सुरक्षात्मक पैकेज में आपस में जुड़े सेल।
- ऐरे
- आपस में जुड़े मॉड्यूल।
- इन्वर्टर
- DC बिजली को AC में बदलता है; अतिरिक्त ऊर्जा नहीं बनाता।
स्रोत: DOE: सेल, मॉड्यूल, ऐरे और प्रणालियाँ ↗
सीरीज़ में जुड़े सेल में एक धारा बहती है, इसलिए छाया वाला सेल स्ट्रिंग को सीमित कर सकता है। उचित परिस्थिति में बाइपास डायोड सेल समूह के बाहर से धारा का रास्ता देते हैं, जिससे उपलब्ध वोल्टेज घटता है। वे खोया प्रकाश वापस नहीं लाते। छाया की हानि जोड़, डायोड व्यवस्था और परिचालन बिंदु पर निर्भर है; “आधा क्षेत्र छिपा तो आधी शक्ति” सामान्य नियम नहीं है।
शक्ति निकालें, फिर देखें कि क्या मापा गया
एक साथ मापे उदाहरण मान लें: लोड वोल्टेज 0.50 V और धारा 0.20 A से P = V × I = 0.10 W मिलता है। वोल्टेज और धारा एक परिचालन बिंदु के हों; खुले सर्किट का वोल्टेज और शॉर्ट सर्किट की धारा गुणा करने से वास्तविक लोड शक्ति नहीं मिलती।
यदि मापे क्षेत्र पर प्रकाश शक्ति 0.50 W है, तो उस परिचालन बिंदु पर दक्षता 0.10 ÷ 0.50 = 20% है। परावर्तन, गर्मी और पुनर्संयोजन से हानि होती है। शक्ति वॉट में दर है; दक्षता अनुपात है।
स्रोत: DOE: फ़ोटोवोल्टाइक प्रदर्शन और दक्षता ↗
औद्योगिक निर्माण प्रक्रिया देखें →स्रोत और आगे पढ़ें
- DOE: फ़ोटोवोल्टाइक सेल की मूल बातें ↗
- NREL: फ़ोटोवोल्टाइक के मूल सिद्धांत और तरीके ↗
- National Laboratory of the Rockies: आवेश वाहक चुनने वाले संपर्कों का शोध ↗
- DOE: सेल, मॉड्यूल, ऐरे और प्रणालियाँ ↗
- NREL: आंशिक छाया में PV का व्यवहार ↗
- DOE: फ़ोटोवोल्टाइक प्रदर्शन और दक्षता ↗
मूल शिक्षण चित्र और गणना के उदाहरण। चित्र की p–n संरचना एक उदाहरण है; आधुनिक सेल की बनावट अलग हो सकती है।