सौर पैनल, जिन्हें "सौर चिप्स" या "फोटोकल्स" और "सौर सेल" के रूप में भी जाना जाता है, फोटोइलेक्ट्रिक सेमीकंडक्टर शीट हैं जो सीधे बिजली उत्पन्न करने के लिए सौर प्रकाश का उपयोग करते हैं। एक उपकरण जो सीधे सौर प्रकाश ऊर्जा को फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव या फोटोकैमिकल प्रभाव के माध्यम से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। भौतिकी में, इसे फोटोवोल्टिक (फोटोवोल्टिक, संक्षिप्त रूप में पीवी) या संक्षेप में फोटोवोल्टिक कहा जाता है। एकल सौर कोशिकाओं को सीधे बिजली स्रोतों के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है। एक शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग करने के लिए, कई एकल सौर कोशिकाओं को श्रृंखला में जोड़ा जाना चाहिए और समानांतर और कसकर घटकों में सील किया जाना चाहिए। इसका कार्य सिद्धांत बस इतना है कि सौर पैनल दिन के दौरान सौर प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं और इसे बैटरी में संग्रहीत करते हैं, और बैटरी रात में सौर ऊर्जा स्ट्रीट लाइट को शक्ति प्रदान करती है। तो सौर पैनल धूप की स्थिति में बिजली का उत्पादन क्यों करते हैं?
सौर पैनल आमतौर पर ऐसे उपकरणों का उपयोग करते हैं जो प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं और सौर प्रकाश ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित कर सकते हैं। सबसे आम सामग्री सिलिकॉन है, जो पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में सामग्री में से एक है। इसमें अर्धचालक विशेषताएं हैं, जो सौर पैनलों की फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण प्रक्रिया की नींव रखती हैं।
लेकिन समझने वाली पहली बात यह है कि शुद्ध सिलिकॉन की चालकता बहुत खराब है, और ऐसे कोई इलेक्ट्रॉन नहीं हैं जो क्रिस्टल संरचना में स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकें। इसकी चालकता को बढ़ाने के लिए, शुद्ध सिलिकॉन को आमतौर पर इसकी चालकता बढ़ाने के लिए ट्रेस अशुद्धियों के साथ डोप किया जाता है। इस विशेषता के अनुसार, विभिन्न प्रवाहकीय उपकरण बनाए जा सकते हैं।
सौर ऊर्जा स्ट्रीट लाइट के सौर पैनल बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन के लिए आमतौर पर फॉस्फोरस या बोरॉन जोड़ा जाता है। जब बोरॉन मिलाया जाता है, तो सिलिकॉन क्रिस्टल एक छेद बना देगा। चूंकि मूल सिलिकॉन परमाणु 4 इलेक्ट्रॉनों से घिरा हुआ है, और बोरॉन परमाणु केवल 3 इलेक्ट्रॉनों से घिरा हुआ है, इसलिए मूल क्रिस्टल संरचना में डालने पर छेद भी उत्पन्न होंगे। इलेक्ट्रॉनों के बिना, यह छेद बहुत अस्थिर होता है और आसानी से अन्य इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करके पी-टाइप सेमीकंडक्टर बनाता है।
जब फॉस्फोरस अशुद्धियों को सिलिकॉन क्रिस्टल में डाल दिया जाता है, क्योंकि फॉस्फोरस परमाणुओं के चारों ओर 5 इलेक्ट्रॉन होते हैं, तो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन बहुत सक्रिय होगा, जिससे एन-टाइप सेमीकंडक्टर बन जाएगा। पी-टाइप सेमीकंडक्टर्स में कई छेद होते हैं, और एन-टाइप सेमीकंडक्टर्स में कई सक्रिय मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। जब दो संपर्क, ये मुक्त इलेक्ट्रॉन छेद ढूंढेंगे और उन्हें भर देंगे। दोनों के बीच संपर्क सतह एक संभावित अंतर, यानी पीएन जंक्शन बनाएगी। पी-टाइप पक्ष सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, और एन-टाइप पक्ष सकारात्मक रूप से चार्ज होता है।
जब प्रकाश प्राप्त होता है, तो प्रकाश में निहित ऊर्जा अर्धचालक में स्थानांतरित हो जाएगी। यह ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों की संरचना को ढीला कर देगी और स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ेगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि सौर प्रकाश ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को अलग कर देगी। सामान्य परिस्थितियों में, एक निश्चित ऊर्जा वाला एक फोटॉन एक इलेक्ट्रॉन छोड़ता है, जो कि एक मुक्त छेद बनाने के लिए होता है। यदि यह संपर्क सतह के पास होता है, और जब अंतर्निर्मित विद्युत क्षेत्र द्वारा आकर्षित किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन n क्षेत्र में प्रवाहित होंगे, और छिद्र P क्षेत्र में प्रवाहित होंगे, जिससे N-प्रकार क्षेत्र से P- तक एक धारा का निर्माण होगा। प्रकार क्षेत्र। बैटरी का पावर प्लांट बनता है। बिजली वोल्टेज से बनती है, जिसका उपयोग चार्जिंग के लिए किया जाता है।
हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अर्धचालक बिजली के अच्छे संवाहक नहीं हैं, और इलेक्ट्रॉन पीएन जंक्शन के माध्यम से प्रवाहित होते हैं और फिर अर्धचालक में प्रवाहित होते हैं, जिससे बहुत नुकसान होगा। इसलिए, ऊपरी परत आमतौर पर धातु के साथ लेपित होती है। हालांकि, अगर इसे पूरी तरह से चित्रित किया गया है, तो यह सूर्य के प्रकाश को पारित करने में विफल हो जाएगा। सामान्य परिस्थितियों में, पीएन जंक्शन को कवर करने के लिए एक धातु ग्रिड का उपयोग किया जाता है। एक और ध्यान देने वाली बात यह है कि सिलिकॉन की सतह अत्यधिक परावर्तक होती है। यदि इसका उपचार नहीं किया जाता है, तो बड़ी मात्रा में सूर्य का प्रकाश परावर्तित हो जाएगा। इस समस्या को हल करने के लिए, सौर ऊर्जा स्ट्रीट लाइट निर्माता आमतौर पर सौर पैनल पर कम प्रतिबिंब गुणांक की सुरक्षात्मक फिल्म की एक परत जोड़ देगा। परावर्तन से होने वाले नुकसान को 5 प्रतिशत के भीतर नियंत्रित किया जाएगा।
