ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ

ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು ನಿಗದಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಶಕ್ತಿಯು ಬೆಳಕಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಲೋಡ್ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಪಾಯಿಂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸೌರ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು, ನೀವು ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂಬಂಧ ಮತ್ತು ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಕೆಲಸದ ತತ್ವವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು.

ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ರೋಹಿತದ ಬೆಳಕು:

ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು, ಆದ್ದರಿಂದ ಘಟನೆಯ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆ ಮತ್ತು ವರ್ಣಪಟಲವು ಸೌರ ಕೋಶದಿಂದ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ಸೂರ್ಯನ ಕೆಳಗೆ ಇರಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಎರಡು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ, ಒಂದು ನೇರ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಇತರ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಚದುರಿದ ನಂತರ ಹರಡುವ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಸೌರ ಕೋಶದಿಂದ ಪಡೆದ ಬೆಳಕಿನ ಸುಮಾರು 80% ನಷ್ಟು ನೇರ ಘಟನೆಯ ಬೆಳಕು. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಮ್ಮ ಮುಂದಿನ ಚರ್ಚೆಯು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ.

ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆ ಮತ್ತು ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ವಿಕಿರಣದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು, ಇದು ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ (W/㎡um) ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ತರಂಗಾಂತರದ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆ (W/㎡) ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಪ್ರಕಾಶದ ಎಲ್ಲಾ ತರಂಗಾಂತರಗಳ ಮೊತ್ತವಾಗಿದೆ. ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ವರ್ಣಪಟಲದ ಪ್ರಕಾಶವು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಸ್ಥಾನ ಮತ್ತು ಸೂರ್ಯನ ಕೋನಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ತಲುಪುವ ಮೊದಲು ವಾತಾವರಣದಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚದುರಿಹೋಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಾನ ಮತ್ತು ಕೋನದ ಎರಡು ಅಂಶಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಾಯು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (AM) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೌರ ಪ್ರಕಾಶಕ್ಕಾಗಿ, ಸೂರ್ಯನು ನೇರವಾಗಿ ಹೊಳೆಯುತ್ತಿರುವಾಗ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದಲ್ಲಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು AMO ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯು ಸರಿಸುಮಾರು 1353 W/㎡ ಆಗಿದೆ, ಇದು 5800K ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಬ್ಲ್ಯಾಕ್‌ಬಾಡಿ ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಕ್ಕೆ ಸರಿಸುಮಾರು ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ. AMI ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಸೂರ್ಯನು ನೇರವಾಗಿ ಹೊಳೆಯುತ್ತಿರುವಾಗ, ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯು ಸುಮಾರು 925 W/m2 ಆಗಿರುತ್ತದೆ. AMI.5 ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಸೂರ್ಯನು 45 ಡಿಗ್ರಿ ಕೋನದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಿದಾಗ, ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯು ಸುಮಾರು 844 W/m2 ಆಗಿರುತ್ತದೆ. AM 1.5 ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಸರಾಸರಿ ಪ್ರಕಾಶವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೌರ ಕೋಶ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮಾದರಿ:

ಬೆಳಕು ಇಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ, ಸೌರ ಕೋಶವು pn ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್‌ನಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರ್ಶ ಡಯೋಡ್‌ನ ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಹೀಗೆ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು

ಅಲ್ಲಿ ನಾನು ಪ್ರಸ್ತುತವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, V ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಕರೆಂಟ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು VT=KBT/q0, ಅಲ್ಲಿ KB BoItzmann ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, q0 ಯುನಿಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು T ಎಂಬುದು ತಾಪಮಾನವಾಗಿದೆ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ, VT=0.026v. ಪಿಎನ್ ಡಯೋಡ್ ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಸಾಧನದಲ್ಲಿ ಪಿ-ಟೈಪ್‌ನಿಂದ ಎನ್-ಟೈಪ್‌ಗೆ ಹರಿಯುವಂತೆ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಪಿ-ಟೈಪ್ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಮೈನಸ್ n-ಟೈಪ್ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿದರೆ, ಸೌರ ಕೋಶವು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿರುವಾಗ, ಅದರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೌಲ್ಯವು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅದರ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮೌಲ್ಯವು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು IV ಕರ್ವ್ ನಾಲ್ಕನೇ ಕ್ವಾಡ್ರಾಂಟ್ನಲ್ಲಿದೆ. ಆದರ್ಶ ಡಯೋಡ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಅನೇಕ ಭೌತಿಕ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಓದುಗರು ಇಲ್ಲಿ ನೆನಪಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ನಿಜವಾದ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಾಧನದ ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂಬಂಧದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಕೆಲವು ಅನೈಡಿಯಲ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಪೀಳಿಗೆಯ-ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ಕರೆಂಟ್, ಇಲ್ಲಿ ನಾವು ಗೆದ್ದಿದ್ದೇವೆ' ಅದನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಚರ್ಚಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಸೌರಕೋಶವು ಬೆಳಕಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ, pn ಡಯೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಫೋಟೋ ಕರೆಂಟ್ ಇರುತ್ತದೆ. pn ಜಂಕ್ಷನ್‌ನ ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು n-ಟೈಪ್‌ನಿಂದ p-ಟೈಪ್‌ಗೆ ಇರುವುದರಿಂದ, ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಗಳು n-ಟೈಪ್ ಅಂತ್ಯದ ಕಡೆಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ರಂಧ್ರಗಳು p ಕಡೆಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. -ಟೈಪ್ ಎಂಡ್. ಇವೆರಡರಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ n-ಟೈಪ್‌ನಿಂದ p-ಟೈಪ್‌ಗೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಡಯೋಡ್‌ನ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ ದಿಕ್ಕನ್ನು p-ಟೈಪ್‌ನಿಂದ n-ಟೈಪ್‌ಗೆ ಹರಿಯುವಂತೆ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಆದರ್ಶ ಡಯೋಡ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಸೌರ ಕೋಶದಿಂದ ಪ್ರಕಾಶಿಸಲ್ಪಟ್ಟಾಗ ಉಂಟಾಗುವ ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ ಋಣಾತ್ಮಕ ಪ್ರವಾಹವಾಗಿದೆ. ಸೌರ ಕೋಶದ ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂಬಂಧವು ಆದರ್ಶ ಡಯೋಡ್ ಜೊತೆಗೆ ಋಣಾತ್ಮಕ ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ IL ಆಗಿದೆ, ಇದರ ಪ್ರಮಾಣ:

ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಬೆಳಕು ಇಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ, IL=0, ಸೌರ ಕೋಶವು ಕೇವಲ ಒಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಡಯೋಡ್ ಆಗಿದೆ. ಸೌರ ಕೋಶವು ಶಾರ್ಟ್-ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಅಂದರೆ, V=0, ಶಾರ್ಟ್-ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕರೆಂಟ್ Isc=-IL ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ಸೌರ ಕೋಶವು ಶಾರ್ಟ್-ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗಿರುವಾಗ, ಶಾರ್ಟ್-ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಘಟನೆಯ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ ಆಗಿದೆ. ಸೌರ ಕೋಶವು ತೆರೆದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಅಂದರೆ, I=0 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಅದರ ತೆರೆದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್:

ಚಿತ್ರ 2. ಸೌರ ಕೋಶದ ಸಮಾನ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್: (ಎ) ಇಲ್ಲದೆ, (ಬಿ) ಸರಣಿ ಮತ್ತು ಷಂಟ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ. ತೆರೆದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಸೌರ ಕೋಶದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳಾಗಿವೆ ಎಂದು ಇಲ್ಲಿ ಒತ್ತಿಹೇಳಬೇಕು.

ಸೌರ ಕೋಶದ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ:

ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಸೌರ ಕೋಶದಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸ್ಥಿರ ಮೌಲ್ಯವಲ್ಲ. ಇದು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕರೆಂಟ್-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಪಾಯಿಂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ Pmax ಅನ್ನು dp/dv=0 ಮೂಲಕ ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. ಗರಿಷ್ಟ ಔಟ್ಪುಟ್ ಪವರ್ Pmax ನಲ್ಲಿ ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಎಂದು ನಾವು ಊಹಿಸಬಹುದು:

ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್:

ಸೌರ ಕೋಶದ ಗರಿಷ್ಟ ಔಟ್ಪುಟ್ ಪವರ್:

ಸೌರ ಕೋಶದ ದಕ್ಷತೆಯು ಸೌರ ಕೋಶದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಘಟನೆಯ ಬೆಳಕಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪಿನ್ ಅನ್ನು ಗರಿಷ್ಠ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ:

ಸಾಮಾನ್ಯ ಸೌರ ಕೋಶ ದಕ್ಷತೆಯ ಮಾಪನಗಳು ಪಿನ್=1000W/㎡ ಜೊತೆಗೆ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೋಲುವ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ, ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂಬಂಧವು ಮೇಲಿನ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿವರಣೆಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅನುಸರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಏಕೆಂದರೆ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸಾಧನವು ಸ್ವತಃ ಸರಣಿ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಷಂಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಯಾವುದೇ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ, ಅಥವಾ ಅರೆವಾಹಕ ಮತ್ತು ಲೋಹದ ನಡುವಿನ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ, ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ಇರುತ್ತದೆ, ಇದು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸಾಧನದ ಸರಣಿ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸಾಧನದ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವಿನ ಆದರ್ಶ Pn ಡಯೋಡ್ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಯಾವುದೇ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾರ್ಗವು ಸಾಧನದಲ್ಲಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ-ಪುನಃಸಂಯೋಜನೆಯ ಪ್ರವಾಹದಂತಹ ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. , ಮೇಲ್ಮೈ ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ಪ್ರಸ್ತುತ, ಸಾಧನದ ಅಪೂರ್ಣ ಅಂಚಿನ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆ, ಮತ್ತು ಲೋಹದ ಸಂಪರ್ಕ ನುಗ್ಗುವ ಜಂಕ್ಷನ್.

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲು ನಾವು ಷಂಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ, ಅಂದರೆ, Rsh=V/Ileak. ಷಂಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರವಾಹವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ನಾವು ಜಂಟಿ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೂ ಮತ್ತು ಷಂಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೂಶ್ ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿದರೆ, ಸೌರ ಕೋಶದ ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಹೀಗೆ ಬರೆಯಬಹುದು:

ಸರಣಿ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಷಂಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಎರಡರ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತಗೊಳಿಸಲು ನಾವು ಫಿಲ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಒಂದು ನಿಯತಾಂಕವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸಬಹುದು. ಎಂದು ವಿವರಿಸಬಹುದು:

ಯಾವುದೇ ಸರಣಿ ಪ್ರತಿರೋಧಕವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಷಂಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಅನಂತವಾಗಿದ್ದರೆ (ಲೀಕೇಜ್ ಕರೆಂಟ್ ಇಲ್ಲ) ಫಿಲ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಗರಿಷ್ಠವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ. ಸರಣಿಯ ಪ್ರತಿರೋಧದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಹೆಚ್ಚಳ ಅಥವಾ ಷಂಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧದಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯು ಫಿಲ್ ಅಂಶವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ,. ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು: ಓಪನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Voc, ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕರೆಂಟ್ Isc, ಮತ್ತು ಫಿಲ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ FF.

ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಸೌರ ಕೋಶದ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಅದರ ತೆರೆದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕರೆಂಟ್ (ಅಂದರೆ, ಫೋಟೋಕರೆಂಟ್) ಮತ್ತು ಫಿಲ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ (ಅಂದರೆ, ಸರಣಿ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ).

ಓಪನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕರೆಂಟ್: ಹಿಂದಿನ ಸೂತ್ರದಿಂದ ನಿರ್ಣಯಿಸುವುದು, ಸೌರ ಕೋಶದ ತೆರೆದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಫೋಟೋಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಸೆಲ್ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ತೆರೆದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳ ನಡುವಿನ ಫರ್ಮಿ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರ್ಶ Pn ಡಯೋಡ್‌ನ ಶುದ್ಧತ್ವ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ನೀವು ಇದನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು:

ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲು. ಇಲ್ಲಿ q0 ಯುನಿಟ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ni ಅರೆವಾಹಕದ ಆಂತರಿಕ ವಾಹಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ND ಮತ್ತು NA ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ದಾನಿ ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವವರ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, Dn ಮತ್ತು Dp ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಮೇಲಿನ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯು n ಅನ್ನು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ - ಪ್ರಕಾರದ ಪ್ರದೇಶ ಮತ್ತು p-ಟೈಪ್ ಪ್ರದೇಶ ಎರಡೂ ವಿಶಾಲವಾಗಿರುವ ಸಂದರ್ಭ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, p-ಟೈಪ್ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಸೌರ ಕೋಶಗಳಿಗೆ, n-ಟೈಪ್ ಪ್ರದೇಶವು ತುಂಬಾ ಆಳವಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಮೇಲಿನ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ಸೌರ ಕೋಶವನ್ನು ಬೆಳಗಿಸಿದಾಗ, ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕವು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ ಸೌರ ಕೋಶದ ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂಬಂಧದಲ್ಲಿ ಮುಚ್ಚಿದ-ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಪ್ರವಾಹವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ಮೊದಲೇ ಹೇಳಿದ್ದೇವೆ. ಇಲ್ಲಿ ನಾವು ಫೋಟೋ ಕರೆಂಟ್‌ನ ಮೂಲವನ್ನು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಪ್ರತಿ ಯುನಿಟ್ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಯುನಿಟ್ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ವಾಹಕಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ದರವನ್ನು (ಘಟಕ m -3 s -1 ) ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ

ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, α ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಘಟನೆಯ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ತೀವ್ರತೆ (ಅಥವಾ ಫೋಟಾನ್ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಸಾಂದ್ರತೆ), ಮತ್ತು R ಪ್ರತಿಫಲನ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸದ ಘಟನೆಯ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ದ್ಯುತಿಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳೆಂದರೆ: p-ಟೈಪ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಅಲ್ಪಸಂಖ್ಯಾತ ವಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರವಾಹ, n-ಮಾದರಿಯ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಅಲ್ಪಸಂಖ್ಯಾತ ವಾಹಕ ರಂಧ್ರಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳ ಡ್ರಿಫ್ಟ್. ಪ್ರಸ್ತುತ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸರಿಸುಮಾರು ಹೀಗೆ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು:

ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, Ln ಮತ್ತು Lp ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ p-ಟೈಪ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಉದ್ದವನ್ನು ಮತ್ತು n-ಮಾದರಿಯ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗಲವಾಗಿದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಓಪನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಾಗಿ ನಾವು ಸರಳವಾದ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ:

ಅಲ್ಲಿ Vrcc ಯುನಿಟ್ ಪರಿಮಾಣಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಗಳ ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ದರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಸಹಜವಾಗಿ, ಇದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಓಪನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ರಂಧ್ರಗಳ ನಡುವಿನ ಫೆರ್ಮಿ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳ ನಡುವಿನ ಫೆರ್ಮಿ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ದರ ಮತ್ತು ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ದರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. .