क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक विशेष प्रकार का फोटोवोल्टिक सेल है जो सिलिकॉन के एक या कई क्रिस्टलों से बना होता है । क्रिस्टलीय सिलिकॉन (c-Si) सेल बनाने के लिए 160-240 माइक्रोमीटर मोटाई वाली वेफर्स का उपयोग किया जाता है, जो सिलिकॉन के एक क्रिस्टल या ब्लॉक से काटी गई पतली स्लाइस होती हैं। सिलिकॉन वेफर्स बनाने की निर्माण प्रक्रिया से ही क्रिस्टलीय सेल का प्रकार निर्धारित होता है।
क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल के प्रकार क्या हैं?
ये सौर सेल तीन प्रकार के होते हैं, जो इस प्रकार हैं:
- monocrystalline
- Polycrystalline
- रिबन या शीट परिभाषित फिल्म विकास
क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर कोशिकाओं के क्या लाभ हैं?
इन प्रकार के सौर सेल के कुछ लाभ नीचे दिए गए हैं:
- परिपक्वता: डिजाइन की विश्वसनीयता और मजबूती का आकलन करने के लिए बहुत सारी जानकारी उपलब्ध है, जो तैनाती परियोजनाओं के लिए वित्त पोषण प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।
- प्रदर्शन: एक सामान्य औद्योगिक सिलिकॉन सेल किसी भी अन्य एकल-जंक्शन डिवाइस की तुलना में अधिक दक्षता प्रदान करता है, जिसका उत्पादन बड़ी मात्रा में किया जाता है। चूँकि किसी दिए गए आउटपुट के लिए कम सौर सेल का उत्पादन और स्थापना की आवश्यकता होती है, इसलिए उच्च दक्षता अंतिम स्थापना लागत को कम करती है।
- विश्वसनीयता: क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाएं, मॉड्यूल के रूप में 25 वर्षों से अधिक समय तक चल सकती हैं, तथा इनमें दीर्घावधि में कोई क्षति नहीं होती।
- प्रचुरता: पृथ्वी की पर्पटी में सिलिकॉन दूसरा सबसे अधिक प्रचलित तत्व है (ऑक्सीजन के बाद)।
क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल कैसे उत्पादित किये जाते हैं?
एकल-क्रिस्टलीय (मोनोक्रिस्टलाइन) या बहुक्रिस्टलाइन सिलिकॉन का उपयोग विशिष्ट क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल बनाने के लिए किया जाता है। स्यूडो-स्क्वायर सिलिकॉन वेफर्स, चोक्रालस्की प्रक्रिया, फ्लोट-ज़ोन तकनीक, रिबन ग्रोथ या अन्य नवीन विधियों का उपयोग करके विकसित किए गए बाउल्स से बने सब्सट्रेट का उपयोग मोनोक्रिस्टलाइन सेल बनाने के लिए किया जाता है। परंपरागत रूप से, बहुक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर सेल बनाने के लिए क्वार्ट्ज क्रूसिबल में ढाले गए पिंडों से वर्गाकार सिलिकॉन सब्सट्रेट काटे जाते रहे हैं ।
सिलिकॉन की सतहों पर टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) या सिलिकॉन नाइट्राइड (SiN) की एंटीरिफ्लेक्टिव कोटिंग (ARC) चढ़ाई जाती है, ताकि सोलर सेल द्वारा परावर्तित होने वाली प्रकाश की मात्रा को सीमित किया जा सके और परिणामस्वरूप, उस प्रकाश का उपयोग करंट उत्पन्न करने के लिए न किया जाए। सोलर सेल के ऊपरी भाग को रासायनिक नक़्क़ाशी तकनीक द्वारा निर्मित माइक्रोमीटर आकार की पिरामिडनुमा संरचनाओं से टेक्सचर किया जा सकता है , ताकि प्रकाश को अधिकतम मात्रा में अवशोषित किया जा सके।
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बोरॉन-डोप्ड पी-टाइप सिलिकॉन सब्सट्रेट को आमतौर पर फॉस्फोरस-डोप्ड एन+ क्षेत्र से कवर किया जाता है ताकि पीएन जंक्शन बनाया जा सके। पिछला संपर्क अक्सर एल्युमिनियम जैसे धातु इलेक्ट्रोड का उपयोग करके बनाया जाता है, जबकि सामने का संपर्क आमतौर पर स्क्रीन-प्रिंटेड सिल्वर पेस्ट का उपयोग करके बनाया जाता है जिसे एआरसी परत के ऊपर रखा जाता है।
क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल की पी- और एन-डॉप्ड परतों के भीतर अल्पसंख्यक वाहक विसरण होता है जिससे आवेश वाहक एकत्रित होते हैं। सौर सेल की मोटाई की उस सीमा में जहां प्रकाशीय अवशोषण होता है, लंबी विसरण लंबाई (> 200 माइक्रोमीटर) वाहक संग्रह में सहायक होती है।
