ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਕਿਵੇਂ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ

ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਆਮ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਕਾਰਜਾਂ ਨੂੰ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਜਜ਼ਬ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਪਰ ਰਵਾਇਤੀ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਉਲਟ, ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਆਉਟਪੁੱਟ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਅਧਿਕਤਮ ਆਉਟਪੁੱਟ ਪਾਵਰ ਸਥਿਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਆਉਟਪੁੱਟ ਵੋਲਟੇਜ, ਕਰੰਟ, ਅਤੇ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਅਤੇ ਲੋਡ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਪੁਆਇੰਟਾਂ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਕਾਰਨ, ਬਿਜਲੀ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਲਈ, ਤੁਹਾਨੂੰ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਦੇ ਮੌਜੂਦਾ-ਵੋਲਟੇਜ ਸਬੰਧ ਅਤੇ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਸਿਧਾਂਤ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।

ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਰੋਸ਼ਨੀ:

ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਦਾ ਊਰਜਾ ਸਰੋਤ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਹੈ, ਇਸਲਈ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਅਤੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੁਆਰਾ ਮੌਜੂਦਾ ਅਤੇ ਵੋਲਟੇਜ ਆਉਟਪੁੱਟ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਅਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਜਦੋਂ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਸੂਰਜ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਦੋ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ, ਅਤੇ ਦੂਜੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਹੋਰ ਵਸਤੂਆਂ ਦੁਆਰਾ ਖਿੰਡੇ ਜਾਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਫੈਲੀ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਹੈ। ਆਮ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦਾ ਲਗਭਗ 80% ਸਿੱਧੀ ਘਟਨਾ ਵਾਲੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਸਾਡੀ ਹੇਠਲੀ ਚਰਚਾ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਐਕਸਪੋਜਰ 'ਤੇ ਵੀ ਕੇਂਦਰਿਤ ਹੋਵੇਗੀ।

ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਅਤੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਕਿਰਨਾਂ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸ਼ਕਤੀ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਖੇਤਰ (W/㎡um) ਹੈ। ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ (W/㎡) ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀਆਂ ਸਾਰੀਆਂ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦਾ ਜੋੜ ਹੈ। ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦਾ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਰੋਸ਼ਨੀ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰੀ ਮਾਪੀ ਸਥਿਤੀ ਅਤੇ ਸੂਰਜ ਦੇ ਕੋਣ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਪਹੁੰਚਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੁਆਰਾ ਜਜ਼ਬ ਹੋ ਜਾਵੇਗੀ ਅਤੇ ਖਿੰਡ ਜਾਵੇਗੀ। ਸਥਿਤੀ ਅਤੇ ਕੋਣ ਦੇ ਦੋ ਕਾਰਕ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਖੌਤੀ ਏਅਰ ਪੁੰਜ (AM) ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਸੂਰਜੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਲਈ, AMO ਬਾਹਰੀ ਪੁਲਾੜ ਵਿੱਚ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਸੂਰਜ ਸਿੱਧਾ ਚਮਕਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਲਗਭਗ 1353 W/㎡ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ 5800K ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਨਾਲ ਬਲੈਕਬਾਡੀ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਰੋਤ ਦੇ ਲਗਭਗ ਬਰਾਬਰ ਹੈ। AMI ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਸੂਰਜ ਸਿੱਧਾ ਚਮਕਦਾ ਹੈ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਲਗਭਗ 925 W/m2 ਹੁੰਦੀ ਹੈ। AMI.5 ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਸੂਰਜ 45 ਡਿਗਰੀ ਦੇ ਕੋਣ 'ਤੇ ਵਾਪਰਦਾ ਹੈ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਲਗਭਗ 844 W/m2 ਹੁੰਦੀ ਹੈ। AM 1.5 ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਔਸਤ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸੋਲਰ ਸੈੱਲ ਸਰਕਟ ਮਾਡਲ:

ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇੱਕ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਇੱਕ pn ਜੰਕਸ਼ਨ ਡਾਇਡ ਵਾਂਗ ਵਿਹਾਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਡਾਇਓਡ ਦੇ ਮੌਜੂਦਾ-ਵੋਲਟੇਜ ਸਬੰਧ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ

ਜਿੱਥੇ I ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, V ਵੋਲਟੇਜ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, Is ਸੰਤ੍ਰਿਪਤ ਕਰੰਟ ਹੈ, ਅਤੇ VT=KBT/q0, ਜਿੱਥੇ KB ਬੋਇਟਜ਼ਮੈਨ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, q0 ਯੂਨਿਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਚਾਰਜ ਹੈ, ਅਤੇ T ਤਾਪਮਾਨ ਹੈ। ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ, VT=0.026v. ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ Pn ਡਾਇਡ ਕਰੰਟ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਨੂੰ ਡਿਵਾਈਸ ਵਿੱਚ P-ਟਾਈਪ ਤੋਂ n-ਟਾਈਪ ਤੱਕ ਵਹਿਣ ਲਈ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਅਤੇ ਵੋਲਟੇਜ ਦੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਅਤੇ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਮੁੱਲਾਂ ਨੂੰ ਪੀ-ਟਾਈਪ ਟਰਮੀਨਲ ਸੰਭਾਵੀ ਵਜੋਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। n-ਟਾਈਪ ਟਰਮੀਨਲ ਸੰਭਾਵੀ ਨੂੰ ਘਟਾਓ। ਇਸ ਲਈ, ਜੇਕਰ ਇਸ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ ਦੀ ਪਾਲਣਾ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਕੰਮ ਕਰ ਰਿਹਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਸਦਾ ਵੋਲਟੇਜ ਮੁੱਲ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਸਦਾ ਮੌਜੂਦਾ ਮੁੱਲ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ IV ਕਰਵ ਚੌਥੇ ਚਤੁਰਭੁਜ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਾਠਕਾਂ ਨੂੰ ਇੱਥੇ ਇਹ ਯਾਦ ਦਿਵਾਉਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਅਖੌਤੀ ਆਦਰਸ਼ ਡਾਇਓਡ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਭੌਤਿਕ ਸਥਿਤੀਆਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ, ਅਤੇ ਅਸਲ ਡਾਇਡਾਂ ਵਿੱਚ ਕੁਦਰਤੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੁਝ ਗੈਰ-ਆਦਰਸ਼ ਕਾਰਕ ਹੋਣਗੇ ਜੋ ਡਿਵਾਈਸ ਦੇ ਮੌਜੂਦਾ-ਵੋਲਟੇਜ ਸਬੰਧਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪੀੜ੍ਹੀ-ਮੁੜ-ਸੰਯੋਜਨ ਕਰੰਟ, ਇੱਥੇ ਅਸੀਂ ਜਿੱਤਾਂਗੇ'। ਇਸ 'ਤੇ ਜ਼ਿਆਦਾ ਚਰਚਾ ਨਾ ਕਰੋ। ਜਦੋਂ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੇ ਸੰਪਰਕ ਵਿੱਚ ਆਉਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ pn ਡਾਇਡ ਵਿੱਚ ਫੋਟੋਕਰੈਂਟ ਹੋਵੇਗਾ। ਕਿਉਂਕਿ pn ਜੰਕਸ਼ਨ ਦੀ ਬਿਲਟ-ਇਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦਿਸ਼ਾ n-ਟਾਈਪ ਤੋਂ p-ਟਾਈਪ ਤੱਕ ਹੈ, ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੇ ਸੋਖਣ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪੰਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਹੋਲ ਜੋੜੇ n-ਕਿਸਮ ਦੇ ਸਿਰੇ ਵੱਲ ਦੌੜਨਗੇ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਛੇਕ p ਵੱਲ ਭੱਜਣਗੇ। - ਕਿਸਮ ਦਾ ਅੰਤ. ਦੋਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਬਣਾਈ ਗਈ ਫੋਟੋਕਰੰਟ n-ਟਾਈਪ ਤੋਂ p-ਟਾਈਪ ਵੱਲ ਵਹਿ ਜਾਵੇਗੀ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਇੱਕ ਡਾਇਓਡ ਦੀ ਫਾਰਵਰਡ ਕਰੰਟ ਦਿਸ਼ਾ ਨੂੰ p-ਟਾਈਪ ਤੋਂ n-ਟਾਈਪ ਵੱਲ ਵਹਿਣ ਵਜੋਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਡਾਇਓਡ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਹੋਣ 'ਤੇ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਇੱਕ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਕਰੰਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦਾ ਵਰਤਮਾਨ-ਵੋਲਟੇਜ ਰਿਸ਼ਤਾ ਆਦਰਸ਼ ਡਾਇਓਡ ਅਤੇ ਇੱਕ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਫੋਟੋਕਰੰਟ IL ਹੈ, ਜਿਸਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਹੈ:

ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ, IL=0, ਸੋਲਰ ਸੈੱਲ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਆਮ ਡਾਇਓਡ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਯਾਨੀ V=0, ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਕਰੰਟ Isc=-IL ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਭਾਵ, ਜਦੋਂ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਕਰੰਟ ਘਟਨਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪੰਨ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਸੋਲਰ ਸੈੱਲ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਹੈ, ਯਾਨੀ ਜੇਕਰ I=0 ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸਦਾ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ ਹੈ:

ਚਿੱਤਰ 2. ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਸਰਕਟ: (a) ਬਿਨਾਂ, (b) ਲੜੀ ਅਤੇ ਸ਼ੰਟ ਰੋਧਕਾਂ ਦੇ ਨਾਲ। ਇੱਥੇ ਇਸ ਗੱਲ 'ਤੇ ਜ਼ੋਰ ਦਿੱਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਕਰੰਟ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਦੋ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮਾਪਦੰਡ ਹਨ।

ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੀ ਪਾਵਰ ਆਉਟਪੁੱਟ ਮੌਜੂਦਾ ਅਤੇ ਵੋਲਟੇਜ ਦਾ ਉਤਪਾਦ ਹੈ:

ਸਪੱਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੁਆਰਾ ਪਾਵਰ ਆਉਟਪੁੱਟ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਮੁੱਲ ਨਹੀਂ ਹੈ. ਇਹ ਇੱਕ ਖਾਸ ਮੌਜੂਦਾ-ਵੋਲਟੇਜ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਪੁਆਇੰਟ 'ਤੇ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਮੁੱਲ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਆਉਟਪੁੱਟ ਪਾਵਰ Pmax ਨੂੰ dp/dv=0 ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਇਹ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਆਉਟਪੁੱਟ ਪਾਵਰ Pmax ਤੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਵੋਲਟੇਜ ਹੈ:

ਅਤੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਮੌਜੂਦਾ ਹੈ:

ਸੋਲਰ ਸੈੱਲ ਦੀ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਆਉਟਪੁੱਟ ਪਾਵਰ ਹੈ:

ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਘਟਨਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਪਾਵਰ ਪਿੰਨ ਨੂੰ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਆਉਟਪੁੱਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਪਾਵਰ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਵਾਲੇ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਇਹ ਹੈ:

ਆਮ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਮਾਪ pin=1000W/㎡ ਨਾਲ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੇ ਸਮਾਨ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਰੋਤ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਦਾ ਮੌਜੂਦਾ-ਵੋਲਟੇਜ ਸਬੰਧ ਉਪਰੋਕਤ ਸਿਧਾਂਤਕ ਵਰਣਨ ਦੀ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਾਲਣਾ ਨਹੀਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ ਡਿਵਾਈਸ ਆਪਣੇ ਆਪ ਵਿੱਚ ਅਖੌਤੀ ਲੜੀ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਸ਼ੰਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਹੈ। ਕਿਸੇ ਵੀ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਲਈ, ਜਾਂ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਅਤੇ ਇੱਕ ਧਾਤ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਪਰਕ ਲਈ, ਲਾਜ਼ਮੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਵੱਡਾ ਜਾਂ ਘੱਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਹੋਵੇਗਾ, ਜੋ ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ ਯੰਤਰ ਦੀ ਲੜੀ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ ਕਰੇਗਾ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ ਯੰਤਰ ਦੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਅਤੇ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਆਦਰਸ਼ Pn ਡਾਇਡ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ ਕੋਈ ਵੀ ਮੌਜੂਦਾ ਮਾਰਗ ਅਖੌਤੀ ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣੇਗਾ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡਿਵਾਈਸ ਵਿੱਚ ਪੀੜ੍ਹੀ-ਮੁੜ ਸੰਯੋਜਨ ਕਰੰਟ। , ਸਤਹ ਪੁਨਰ-ਸੰਯੋਜਨ ਵਰਤਮਾਨ, ਡਿਵਾਈਸ ਦਾ ਅਧੂਰਾ ਕਿਨਾਰਾ ਅਲੱਗ-ਥਲੱਗ, ਅਤੇ ਧਾਤੂ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਜੰਕਸ਼ਨ।

ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਅਸੀਂ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਦੇ ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਸ਼ੰਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਾਂ, ਅਰਥਾਤ, Rsh=V/Ileak। ਸ਼ੰਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਜਿੰਨਾ ਵੱਡਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਓਨਾ ਹੀ ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਅਸੀਂ ਸੰਯੁਕਤ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਰੁਪਏ ਅਤੇ ਸ਼ੰਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ Rsh ਨੂੰ ਵਿਚਾਰਦੇ ਹਾਂ, ਤਾਂ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੇ ਮੌਜੂਦਾ-ਵੋਲਟੇਜ ਸਬੰਧ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

ਅਸੀਂ ਲੜੀ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਸ਼ੰਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੇ ਦੋਨਾਂ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸੰਖੇਪ ਕਰਨ ਲਈ ਸਿਰਫ ਇੱਕ ਪੈਰਾਮੀਟਰ, ਅਖੌਤੀ ਭਰਨ ਕਾਰਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵੀ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ:

ਇਹ ਸਪੱਸ਼ਟ ਹੈ ਕਿ ਫਿਲ ਫੈਕਟਰ ਅਧਿਕਤਮ ਹੈ ਜੇਕਰ ਕੋਈ ਲੜੀਵਾਰ ਰੋਧਕ ਨਹੀਂ ਹੈ ਅਤੇ ਸ਼ੰਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਨੰਤ ਹੈ (ਕੋਈ ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਨਹੀਂ)। ਲੜੀ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਵਾਧਾ ਜਾਂ ਸ਼ੰਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਭਰਨ ਦੇ ਕਾਰਕ ਨੂੰ ਘਟਾ ਦੇਵੇਗੀ। ਇਸ ਰਸਤੇ ਵਿਚ,. ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਤਿੰਨ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ Voc, ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਮੌਜੂਦਾ Isc, ਅਤੇ ਫਿਲ ਫੈਕਟਰ FF।

ਸਪੱਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੀ ਕਾਰਜਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰਨ ਲਈ, ਇਸਦੇ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ, ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਕਰੰਟ (ਅਰਥਾਤ, ਫੋਟੋਕਰੰਟ), ਅਤੇ ਫਿਲ ਫੈਕਟਰ (ਅਰਥਾਤ, ਲੜੀ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣਾ) ਨੂੰ ਨਾਲੋ-ਨਾਲ ਵਧਾਉਣਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ।

ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਕਰੰਟ: ਪਿਛਲੇ ਫਾਰਮੂਲੇ ਤੋਂ ਨਿਰਣਾ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੀ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਅਤੇ ਸੰਤ੍ਰਿਪਤ ਸੈੱਲ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਤੋਂ, ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਅਤੇ ਛੇਕਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਫਰਮੀ ਊਰਜਾ ਅੰਤਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ Pn ਡਾਇਡ ਦੇ ਸੰਤ੍ਰਿਪਤਾ ਵਰਤਮਾਨ ਲਈ, ਤੁਸੀਂ ਇਹ ਵਰਤ ਸਕਦੇ ਹੋ:

ਨੂੰ ਪ੍ਰਗਟ ਕਰਨ ਲਈ. ਜਿੱਥੇ q0 ਯੂਨਿਟ ਚਾਰਜ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ni ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੈਰੀਅਰ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ND ਅਤੇ NA ਹਰੇਕ ਦਾਨੀ ਅਤੇ ਗ੍ਰਹਿਣ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਦੀ ਇਕਾਗਰਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, Dn ਅਤੇ Dp ਹਰ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਅਤੇ ਛੇਕਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰ ਗੁਣਾਂਕ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਉਪਰੋਕਤ ਸਮੀਕਰਨ n ਮੰਨ ਰਿਹਾ ਹੈ - ਉਹ ਕੇਸ ਜਿੱਥੇ ਟਾਈਪ ਖੇਤਰ ਅਤੇ ਪੀ-ਟਾਈਪ ਖੇਤਰ ਦੋਵੇਂ ਚੌੜੇ ਹਨ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, p-ਕਿਸਮ ਦੇ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਲਈ, n-ਕਿਸਮ ਦਾ ਖੇਤਰ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਉਪਰੋਕਤ ਸਮੀਕਰਨ ਨੂੰ ਸੋਧਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਅਸੀਂ ਪਹਿਲਾਂ ਜ਼ਿਕਰ ਕੀਤਾ ਹੈ ਕਿ ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਉਤਪੰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਦੇ ਮੌਜੂਦਾ-ਵੋਲਟੇਜ ਸਬੰਧ ਵਿੱਚ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਬੰਦ-ਸਰਕਟ ਕਰੰਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇੱਥੇ ਅਸੀਂ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਦਾ ਸੰਖੇਪ ਵਰਣਨ ਕਰਾਂਗੇ। ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਸਮੇਂ (ਯੂਨਿਟ m -3 s -1) ਵਿੱਚ ਕੈਰੀਅਰਾਂ ਦੀ ਉਤਪਾਦਨ ਦਰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਮਾਈ ਗੁਣਾਂਕ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਯਾਨੀ

ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, α ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਮਾਈ ਗੁਣਾਂਕ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਘਟਨਾ ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ (ਜਾਂ ਫੋਟੌਨ ਫਲੈਕਸ ਘਣਤਾ) ਹੈ, ਅਤੇ R ਪ੍ਰਤੀਬਿੰਬ ਗੁਣਾਂਕ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਇਸਲਈ ਇਹ ਘਟਨਾ ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਪ੍ਰਤੀਬਿੰਬਿਤ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਤਿੰਨ ਮੁੱਖ ਵਿਧੀਆਂ ਜੋ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਪੈਦਾ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ: ਪੀ-ਟਾਈਪ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਘੱਟ-ਗਿਣਤੀ ਕੈਰੀਅਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦਾ ਫੈਲਾਅ ਕਰੰਟ, ਐੱਨ-ਟਾਈਪ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਗਿਣਤੀ ਕੈਰੀਅਰ ਹੋਲਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਸਾਰ ਕਰੰਟ, ਅਤੇ ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਅਤੇ ਛੇਕਾਂ ਦਾ ਵਹਿਣਾ। ਮੌਜੂਦਾ. ਇਸ ਲਈ, ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਨੂੰ ਲਗਭਗ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, Ln ਅਤੇ Lp ਹਰ ਇੱਕ p- ਕਿਸਮ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਫੈਲਾਅ ਲੰਬਾਈ ਅਤੇ n- ਕਿਸਮ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਛੇਕਾਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਖੇਤਰ ਦੀ ਚੌੜਾਈ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦਾ ਸਾਰ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਅਸੀਂ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ ਲਈ ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਸਮੀਕਰਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੇ ਹਾਂ:

ਜਿੱਥੇ Vrcc ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਵਾਲੀਅਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਹੋਲ ਜੋੜਿਆਂ ਦੀ ਪੁਨਰ-ਸੰਯੋਜਨ ਦਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਬੇਸ਼ੱਕ, ਇਹ ਇੱਕ ਕੁਦਰਤੀ ਨਤੀਜਾ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਓਪਨ ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਅਤੇ ਛੇਕਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਫਰਮੀ ਊਰਜਾ ਅੰਤਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਅਤੇ ਛੇਕਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਫਰਮੀ ਊਰਜਾ ਅੰਤਰ ਕੈਰੀਅਰ ਉਤਪਾਦਨ ਦਰ ਅਤੇ ਪੁਨਰ-ਸੰਯੋਜਨ ਦਰ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। .