की दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक सौर ऊर्जा है फोटोवोल्टिक प्रभाव। यह एक फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव है जिसमें एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है जो एक टुकड़े से दूसरे में विभिन्न सामग्रियों से बना होता है। ये सामग्री सूर्य के प्रकाश या विद्युत चुम्बकीय विकिरण के संपर्क में हैं। यह प्रभाव सौर पैनलों के फोटोवोल्टिक कोशिकाओं से विद्युत ऊर्जा के उत्पादन में मौलिक है।
यदि आप जानना चाहते हैं कि सौर पैनल कैसे काम करते हैं और फोटोवोल्टिक प्रभाव क्या है, तो यह आपकी पोस्ट है how
फोटोवोल्टिक प्रभाव क्या है?
जब हम विद्युत ऊर्जा प्राप्त करने के लिए सौर पैनल का उपयोग करते हैं, तो हम क्या लाभ उठा रहे हैं वह ऊर्जा जो सौर विकिरण कणों को हमारे घर के लिए उपयोगी विद्युत ऊर्जा में बदलना है। फोटोवोल्टिक कोशिकाएं मुख्य रूप से सिलिकॉन से बने अर्धचालक उपकरण हैं। इन फोटोवोल्टिक कोशिकाओं में अन्य रासायनिक तत्वों से कुछ अशुद्धियाँ होती हैं। हालांकि, सिलिकॉन को जितना संभव हो उतना कमबख्त करने की कोशिश की जाती है।
फोटोवोल्टिक कोशिकाएं सौर विकिरण से ऊर्जा का उपयोग करके एक सीधे विद्युत प्रवाह से बिजली पैदा करने में सक्षम हैं। इस प्रकार की धारा के साथ समस्या यह है कि इसका उपयोग घर के लिए नहीं किया जाता है। इसका उपयोग करने के लिए निरंतर ऊर्जा को वैकल्पिक ऊर्जा में बदलना आवश्यक है। इसके लिए ए की आवश्यकता है पावर इन्वर्टर.
फोटोवोल्टिक प्रभाव क्या करता है जो सौर विकिरण से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। यह विकिरण गर्मी के रूप में आता है और इस प्रभाव के कारण यह बिजली में बदल जाता है। ऐसा होने के लिए, फोटोवोल्टिक कोशिकाओं को सौर पैनलों के साथ श्रृंखला में रखा जाना चाहिए। यह किया जाता है ताकि आप कर सकें एक पर्याप्त वोल्टेज प्राप्त करें जो बिजली उत्पन्न करने की अनुमति देता है।
जाहिर है, वातावरण से आने वाले सभी सौर विकिरण विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित नहीं होते हैं। इसका एक भाग परावर्तन द्वारा और दूसरा संचरण द्वारा खो जाता है। अर्थात्, एक भाग वायुमंडल में वापस आ जाता है और दूसरा भाग कोशिका द्वारा गुजरता है। विकिरण की मात्रा जो फोटोवोल्टिक कोशिकाओं से संपर्क करने में सक्षम है, वह है जो इलेक्ट्रॉनों को एक परत से दूसरी परत तक कूदती है। यह तब होता है जब एक विद्युत प्रवाह बनाया जाता है जिसकी शक्ति विकिरण की मात्रा के आनुपातिक होती है जो अंत में कोशिकाओं को मारती है।
फोटोवोल्टिक प्रभाव के लक्षण
यह वह रहस्य है जो सौर पैनल रखते हैं। निश्चित रूप से आपने कभी यह सोचना बंद कर दिया है कि वे सूर्य से विद्युत प्रवाह कैसे उत्पन्न कर सकते हैं। खैर, यह प्रवाहकीय तत्वों से बनी कई सामग्रियों की भागीदारी के बारे में है। उनमें से एक सिलिकॉन है। यह एक तत्व है जो बिजली की कार्रवाई की प्रतिक्रिया में एक अलग व्यवहार दिखाता है।
इन अर्धचालक सामग्रियों की प्रतिक्रिया पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करती है कि ऊर्जा स्रोत उन्हें रोमांचक बनाने में सक्षम है या नहीं। यही है, इलेक्ट्रॉन एक और ऊर्जावान राज्य में जाते हैं। इस मामले में, हमारे पास स्रोत है जो इन इलेक्ट्रॉनों को रोमांचक करने में सक्षम है, जो सौर विकिरण है।
पल ए फोटोन एक सिलिकॉन परमाणु की अंतिम कक्षा से एक इलेक्ट्रॉन के साथ टकराता है, फोटोवोल्टिक प्रभाव शुरू होता है। यह टक्कर इलेक्ट्रॉन को फोटॉन से ऊर्जा प्राप्त करने का कारण बनता है और उत्तेजित हो सकता है। यदि फोटॉन से इलेक्ट्रॉन जो ऊर्जा प्राप्त करता है, वह सिलिकॉन परमाणु के नाभिक के आकर्षक बल से अधिक है, तो हम कक्षा से इलेक्ट्रॉन के बाहर निकलने का सामना करेंगे।
यह सब परमाणुओं को मुक्त बनाता है और वे सभी अर्धचालक पदार्थों के माध्यम से यात्रा कर सकते हैं। जब ऐसा होता है, तो प्रवाहकत्त्व के रूप में कार्य करने वाला सिलिकॉन सभी ऊर्जा को अलग कर देता है जहां यह उपयोगी हो सकता है। जिन इलेक्ट्रॉनों को आवेशों से मुक्त किया गया है, वे अन्य परमाणुओं में जाते हैं जहाँ मुक्त स्थान होते हैं। इन इलेक्ट्रॉनों की चाल को आवेश धारा कहा जाता है।
इसका उत्पादन कैसे होता है
प्रवाहकीय सामग्रियों का उपयोग प्रवाहकीय सामग्रियों का उपयोग करके किया जाता है और इसे निरंतर तरीके से बनाया जाता है ताकि एक विद्युत क्षेत्र हो सके जिसमें निरंतर ध्रुवता हो। यह इस प्रकार का विद्युत क्षेत्र है जो विद्युत प्रवाह को प्रसारित करने के लिए सभी दिशाओं में इलेक्ट्रॉनों को धकेलना शुरू कर देता है।
यदि फोटॉन द्वारा खिलाए गए इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा सिलिकॉन परमाणु के नाभिक के आकर्षण से अधिक हो जाती है, तो यह मुक्त होगा। ऐसा होने के लिए, इलेक्ट्रान पर फोटॉन के प्रभाव का बल कम से कम 1,2 eV होता है।
प्रत्येक प्रकार की अर्धचालक सामग्री में इसके परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को मुक्त करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा होती है। ऐसे फोटॉन होते हैं जिनमें थोड़ी तरंग दैर्ध्य होती है और ये पराबैंगनी विकिरण से आते हैं। जैसा कि हम जानते हैं, इन फोटोनों में बड़ी मात्रा में निहित ऊर्जा होती है। दूसरी ओर, हम उन लोगों को ढूंढते हैं जिनकी तरंगदैर्ध्य लंबी है, इसलिए उनकी ऊर्जा कम है। ये फोटॉन विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में हैं।
इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने के लिए प्रत्येक अर्धचालक सामग्री द्वारा आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा आवृत्ति बैंड पर निर्भर करती है। यह बैंड उन्हें उन लोगों से जोड़ता है जो पराबैंगनी विकिरण में दृश्यमान रंगों में आते हैं। उसके नीचे, वे इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने में असमर्थ हैं, इसलिए कोई विद्युत प्रवाह नहीं होगा।
फोटोन समस्या
इलेक्ट्रॉनों को अलग करने के लिए सामग्री के माध्यम से जाना कुछ अधिक जटिल है। सभी फोटॉन सीधे नहीं करते हैं। इसका कारण यह है कि सामग्री से गुजरने के लिए उन्हें ऊर्जा खोना पड़ता है। यदि विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के सबसे लंबे तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में पहले से ही थोड़ी ऊर्जा थी, तो वे सामग्री के संपर्क के दौरान इसे खो देते हैं। जब ऊर्जा खो जाती है, कुछ फोटॉन इलेक्ट्रॉनों के साथ थोड़ा टकराते हैं और उन्हें विक्षेपित नहीं कर सकते हैं। ये नुकसान अपरिहार्य हैं और सौर उपयोग का 100% होना असंभव है।
अन्य ऊर्जा हानि तब होती है जब फोटॉन सभी सामग्री से गुजरते हैं और वे इसे विस्थापित करने के लिए किसी भी इलेक्ट्रॉन से नहीं टकराते हैं। यह भी एक अपरिहार्य समस्या है।
मुझे उम्मीद है कि इस लेख ने फोटोवोल्टिक प्रभाव को स्पष्ट किया है।