ફોટોવોલ્ટેઇક અસર

ની દુનિયાની સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાંની એક સૌર ઊર્જા છે ફોટોવોલ્ટેઇક અસર. તે એક ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર છે જેમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે જે વિવિધ સામગ્રીથી બનેલા એક ટુકડાથી બીજા ભાગમાં પ્રવાસ કરે છે. આ સામગ્રી સૂર્યપ્રકાશ અથવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનના સંપર્કમાં છે. આ અસર સૌર પેનલ્સના ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોમાંથી વિદ્યુત energyર્જાના નિર્માણમાં મૂળભૂત છે.

જો તમે જાણવું હોય કે સોલર પેનલ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને ફોટોવોલ્ટેઇક અસર શું છે, તો આ તમારી પોસ્ટ છે 🙂

ફોટોવોલ્ટેઇક અસર શું છે?

જ્યારે આપણે વિદ્યુત .ર્જા મેળવવા માટે સૌર પેનલનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, ત્યારે આપણે જેનો લાભ લઈ રહ્યા છીએ તે છે સૌર કિરણોત્સર્ગના કણોથી તે આપણા ઘર માટે ઉપયોગી વિદ્યુત energyર્જામાં ફેરવાઈ શકે છે. ફોટોવોલ્ટેઇક સેલ્સ મુખ્યત્વે સિલિકોનથી બનેલા સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો છે. આ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોમાં અન્ય રાસાયણિક તત્વોની કેટલીક અશુદ્ધિઓ છે. જો કે, સિલિકોન શક્ય તેટલું વાહિયાત બનવાનો પ્રયત્ન કર્યો છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો સૌર કિરણોત્સર્ગમાંથી energyર્જાનો ઉપયોગ કરીને સીધા વર્તમાનથી વીજળી ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ છે. આ પ્રકારના પ્રવાહમાં સમસ્યા એ છે કે તેનો ઉપયોગ ઘર માટે થતો નથી. સતત ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટે તેને વૈકલ્પિક energyર્જામાં પરિવર્તિત કરવાની જરૂર છે. આ માટે જરૂરી છે એ પાવર ઇન્વર્ટર.

ફોટોવોલ્ટેઇક અસર શું કરે છે તે સૌર કિરણોત્સર્ગમાંથી વિદ્યુત energyર્જા ઉત્પન્ન કરે છે. આ કિરણોત્સર્ગ ગરમીના સ્વરૂપમાં આવે છે અને આ અસરનો આભાર તે વીજળીમાં પરિવર્તિત થાય છે. આવું થવા માટે, ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોને સૌર પેનલ્સની સાથે શ્રેણીમાં મૂકવા આવશ્યક છે. આ કરવામાં આવે છે જેથી કરીને તમે કરી શકો પર્યાપ્ત વોલ્ટેજ મેળવો જે વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની મંજૂરી આપે છે.

સ્વાભાવિક છે કે, સૌર કિરણોત્સર્ગ કે જે વાતાવરણમાંથી આવે છે તે વિદ્યુત energyર્જામાં પરિવર્તિત થતા નથી. તેનો એક ભાગ પ્રતિબિંબ દ્વારા અને બીજો ટ્રાન્સમિશન દ્વારા ખોવાઈ જાય છે. એટલે કે, એક ભાગ વાતાવરણમાં પાછો આવે છે અને બીજો ભાગ કોષ દ્વારા પસાર થાય છે. કિરણોત્સર્ગની માત્રા જે ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોનો સંપર્ક કરવામાં સક્ષમ છે તે તે છે જે ઇલેક્ટ્રોનને એક સ્તરથી બીજા સ્તર પર કૂદવાનું બનાવે છે. તે પછી જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બનાવવામાં આવે છે જેની શક્તિ રેડિયેશનના પ્રમાણના પ્રમાણમાં હોય છે જે આખરે કોષોને ફટકારે છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક અસરની લાક્ષણિકતાઓ

આ રહસ્ય છે જે સોલર પેનલ્સ રાખે છે. ખરેખર તમે એ વિચારવાનું બંધ કર્યું છે કે તેઓ સૂર્યમાંથી ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ કેવી રીતે ઉત્પન્ન કરી શકે છે. સારું, તે વાહક તત્વોથી બનેલા અસંખ્ય સામગ્રીની ભાગીદારી વિશે છે. તેમાંથી એક સિલિકોન છે. તે એક તત્વ છે જે વીજળીની ક્રિયાની પ્રતિક્રિયામાં એક અલગ વર્તન બતાવે છે.

આ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીની પ્રતિક્રિયા એ સંપૂર્ણપણે onર્જા સ્ત્રોત તેમને ઉત્તેજીત કરવા સક્ષમ છે કે નહીં તેના પર નિર્ભર છે. તે છે, ઇલેક્ટ્રોન બીજી વધુ getર્જાસભર સ્થિતિમાં જાય છે. આ કિસ્સામાં, અમારી પાસે સ્રોત છે જે આ ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષિત કરવામાં સક્ષમ છે, જે સૌર કિરણોત્સર્ગ છે.

ક્ષણ એ ફોટોન સિલિકોન પરમાણુના અંતિમ ભ્રમણકક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોન સાથે ટકરાઇ, ફોટોવોલ્ટેક અસર શરૂ થાય છે. આ ટકરાવને કારણે ફોટોનથી ઇલેક્ટ્રોન energyર્જા પ્રાપ્ત કરે છે અને ઉત્સાહિત થઈ શકે છે. જો ફોટોનથી ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્ત કરે છે તે theર્જા સિલિકોન પરમાણુના ન્યુક્લિયસની આકર્ષક શક્તિ કરતા વધારે હોય, તો આપણે ભ્રમણકક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોનની બહાર નીકળવાનો સામનો કરીશું.

આ બધું પરમાણુઓને મુક્ત બનાવે છે અને તે અર્ધવર્તુહક સામગ્રી દ્વારા મુસાફરી કરી શકે છે. જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે સિલિકન જે વહનનું કામ કરે છે તે બધી energyર્જાને જ્યાં તે ઉપયોગી થઈ શકે તે દિશામાં ફેરવે છે. ચાર્જમાંથી મુક્ત થયેલ ઇલેક્ટ્રોન અન્ય અણુઓમાં જાય છે જ્યાં ખાલી જગ્યાઓ છે. આ ઇલેક્ટ્રોનની ચળવળ તે છે જેને ચાર્જ વર્તમાન કહેવામાં આવે છે.

તેનું નિર્માણ કેવી રીતે થાય છે

ચાર્જિંગ કરંટ વાહક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને અને આને સતત રીતે થાય છે જેથી ત્યાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર હોઈ શકે જેમાં સતત ધ્રુવીયતા હોય. તે આ પ્રકારનું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર છે જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને ફરતા કરવા માટે તમામ દિશામાં ઇલેક્ટ્રોનને દબાણ કરવાનું શરૂ કરે છે.

જો ફોટોન દ્વારા ખવડાવવામાં આવતા ઇલેક્ટ્રોનની energyર્જા સિલિકોન અણુના ન્યુક્લિયસના આકર્ષણથી વધી જાય, તો તે મુક્ત થશે. આવું થાય તે માટે, ઇલેક્ટ્રોન પર ફોટોનની અસર હોવી જ જોઈએ તે ઓછામાં ઓછું 1,2 ઇવી છે.

દરેક પ્રકારના સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીમાં તેના પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન છૂટા કરવા માટે ઓછામાં ઓછી energyર્જા આવશ્યક હોય છે. ત્યાં ફોટોન છે જે ટૂંકી તરંગલંબાઇ ધરાવે છે અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગથી આવે છે. આપણે જાણીએ છીએ તેમ, આ ફોટોનમાં મોટી માત્રામાં containedર્જા હોય છે. બીજી બાજુ, અમે તે શોધી કા .ીએ જેની તરંગલંબાઇ લાંબી હોય છે, તેથી તેમની પાસે energyર્જા ઓછી હોય છે. આ ફોટોન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમના ઇન્ફ્રારેડ ભાગમાં છે.

ઇલેક્ટ્રોનને છૂટા કરવા માટે દરેક સેમીકન્ડક્ટર સામગ્રી દ્વારા આવશ્યક ન્યૂનતમ energyર્જા આવર્તન બેન્ડ પર આધારિત છે. આ બેન્ડ તેમને તેમાંથી સાંકળે છે જે અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગમાં દૃશ્યમાન રંગમાં આવે છે. તેની નીચે, તેઓ ઇલેક્ટ્રોનને છૂટા કરવામાં અસમર્થ છે, તેથી વિદ્યુત પ્રવાહ હશે નહીં.

ફોટોન સમસ્યા

ઇલેક્ટ્રોનને અલગ કરવા માટે સામગ્રીમાંથી પસાર થવું કંઈક વધુ જટિલ છે. બધા ફોટોન તે સીધા જ કરતા નથી. આ તે છે કારણ કે સામગ્રીમાંથી પસાર થવા માટે તેઓએ energyર્જા ગુમાવવી પડશે. જો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમના સૌથી લાંબા તરંગલંબાઇવાળા ક્ષેત્રમાં પહેલાથી ઓછી littleર્જા હોય તો, તેઓ સામગ્રી સાથે સંપર્ક દરમિયાન તેને ગુમાવી બેસે છે. જ્યારે energyર્જા ખોવાઈ જાય છે, ત્યારે કેટલાક ફોટોન ઇલેક્ટ્રોન સાથે સહેજ ટકરાતા હોય છે અને તેમને ડિફ્લેક્ટ કરી શકતા નથી. આ નુકસાન અનિવાર્ય છે અને તે છે જેના કારણે સૌર વપરાશનો 100% ભાગ શક્ય નથી.

જ્યારે onsર્જાની ખોટ થાય છે જ્યારે ફોટોન સામગ્રીમાંથી પસાર થાય છે અને તેને વિસ્થાપિત કરવા માટે તેઓ કોઈપણ ઇલેક્ટ્રોન સાથે ટકરાતા નથી. આ એક અનિવાર્ય સમસ્યા પણ છે.

હું આશા રાખું છું કે આ લેખે ફોટોવોલ્ટેઇક અસરની સ્પષ્ટતા કરી છે.