সৌর কোষের উপকরণ

নিরাকার সিলিকন, পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন, CdTe, CuInxGa (1-x) Se2 এবং অন্যান্য সেমিকন্ডাক্টর বা তিনটি, পাঁচ এবং ছয়টি গ্রুপের উপাদানগুলিকে একসাথে সংযুক্ত করা সহ সৌর কোষের জন্য অনেক ধরণের উপকরণ রয়েছে। সংক্ষেপে, আলোকসজ্জার পরে যে উপকরণগুলি বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে সেগুলিই সৌর কোষগুলি সন্ধান করে।
বৈদ্যুতিক গাড়ির সৌর চার্জিং স্টেশনটি প্রধানত বিভিন্ন উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং পদ্ধতির মাধ্যমে আলোর প্রতিক্রিয়া এবং শোষণ পরীক্ষা করে যাতে বিস্তৃত শক্তির ব্যবধানকে একত্রিত করার এবং স্বল্প বা দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সম্পূর্ণ শোষণের অনুমতি দেওয়ার জন্য একটি বৈপ্লবিক অগ্রগতি অর্জন করে, যাতে উপকরণের খরচ কমানো যায়।
এছাড়াও সৌর কোষের ধরন রয়েছে: সাবস্ট্রেট টাইপ বা পাতলা ফিল্ম টাইপ। সাবস্ট্রেটটিকে একক স্ফটিক টাইপে বিভক্ত করা যেতে পারে বা দ্রবীভূত করার পরে পলিক্রিস্টালাইন ব্লকে ঠান্ডা করা যেতে পারে। পাতলা ফিল্ম টাইপ ভাল বিল্ডিং সঙ্গে মিলিত হতে পারে। বক্রতা বা নমনীয় টাইপ বা ভাঁজ টাইপ থাকলে, উপাদানটি সাধারণত নিরাকার সিলিকন হয়। এক ধরনের জৈব বা ন্যানো উপাদান গবেষণা এবং উন্নয়ন আছে, যা এখনও সম্ভাব্য গবেষণা এবং উন্নয়ন। অতএব, আমরা সৌর কোষের বিভিন্ন প্রজন্মের কথা শুনেছি: প্রথম প্রজন্মের সাবস্ট্রেট সিলিকন ভিত্তিক, দ্বিতীয় প্রজন্মের পাতলা ফিল্ম, তৃতীয় প্রজন্মের নতুন ধারণা গবেষণা ও উন্নয়ন, এবং চতুর্থ প্রজন্মের যৌগিক ফিল্ম উপকরণ।
সৌর কোষের প্রথম প্রজন্মের দীর্ঘতম বিকাশ এবং সবচেয়ে পরিপক্ক প্রযুক্তি রয়েছে। এটি মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন, পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন এবং নিরাকার সিলিকনে বিভক্ত করা যেতে পারে। প্রয়োগের ক্ষেত্রে, মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন এবং পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন বাল্ক ছিল।
দ্বিতীয় প্রজন্মের পাতলা ফিল্ম সৌর কোষগুলি পাতলা ফিল্ম প্রক্রিয়া দ্বারা নির্মিত হয়। প্রজাতিগুলিকে ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড সিডিটি, কপার ইন্ডিয়াম সেলেনাইড সিআইএস, কপার ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম সেলেনাইড সিআইজিএস, গ্যালিয়াম আর্সেনাইড GaAs এ ভাগ করা যায়।
তৃতীয় প্রজন্মের ব্যাটারি এবং পূর্ববর্তী প্রজন্মের ব্যাটারির মধ্যে সবচেয়ে বড় পার্থক্য হল উৎপাদন প্রক্রিয়ায় জৈব পদার্থ এবং ন্যানো প্রযুক্তির প্রবর্তন। ফটোকেমিক্যাল সোলার সেল, ডাই ফটোসেনসিটিভ সোলার সেল, পলিমার সোলার সেল এবং ন্যানোক্রিস্টালাইন সোলার সেল রয়েছে।
চতুর্থ প্রজন্ম হল পাতলা ফিল্মের জন্য বহু-স্তর কাঠামো তৈরি করা যা ব্যাটারি থেকে আলো শোষণ করে।
কিছু ব্যাটারি উত্পাদন প্রযুক্তি। শুধু এক ধরনের ব্যাটারি তৈরি করা যায় না। উদাহরণস্বরূপ, পলিসিলিকন প্রক্রিয়ায়, সিলিকন ক্রিস্টাল প্লেটের ধরন এবং পাতলা ফিল্মের ধরন উভয়ই তৈরি করা যেতে পারে।
সাধারণ পলিমার সৌর কোষের উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে পলিভিনাইলকারবাজোল (PVK), পলিঅ্যাসিটাইলিন (PA), পলি-ফেনিলিন ভিনাইলিন (PPV) এবং পলিথিওফিন (PTh)।
(1) পলিভিনাইল কার্বাজোল (PVK)
ফটোইলেকট্রিক কার্যকলাপ সহ পলিমারগুলির মধ্যে, PVK হল প্রথম আবিষ্কৃত এবং সবচেয়ে সম্পূর্ণরূপে অধ্যয়ন করা হয়েছে। এর সাইড গ্রুপে একটি বড় ইলেকট্রনিক কনজুগেশন সিস্টেম রয়েছে, যা অতিবেগুনী আলো শোষণ করতে পারে। উত্তেজিত ইলেক্ট্রনগুলি সংলগ্ন কার্বাজোল রিং দ্বারা গঠিত চার্জ কমপ্লেক্সের মাধ্যমে অবাধে স্থানান্তর করতে পারে। এগুলি সাধারণত I2, SbCl3, trinitrofluorenone (TNF), এবং nitrostilbenebenzene derivative tetracyanoquinone (TCNQ) দিয়ে ডোপ করা হয়।
(2) Polyacetylene (PA)
PA হল ইলেকট্রনিক পলিমার যা এখন পর্যন্ত পরিমাপ করা সর্বোচ্চ পরিবাহিতা। এর পলিমারাইজেশন পদ্ধতির মধ্যে প্রধানত শিরাকাওয়া ইংশু পদ্ধতি, নম পদ্ধতি, ডারহাম পদ্ধতি এবং বিরল পৃথিবী অনুঘটক পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত। ইংশু শিরাকাওয়া উচ্চ ঘনত্বের সাথে Ziegler-Natta অনুঘটক ব্যবহার করেন, যথা TiOBu4-A1Et3, সরাসরি গ্যাস-ফেজ অ্যাসিটিলিন থেকে ধাতব দীপ্তি সহ স্ব-সমর্থিত পলিএসিটাইলিন ফিল্ম প্রস্তুত করতে; ফিল্মটি ওরিয়েন্টেড লিকুইড ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটের উপর গঠিত হয় এবং পিএ ফিল্মটিও অত্যন্ত ভিত্তিক। নরম্যান পদ্ধতির বৈশিষ্ট্য হল যে পলিমারাইজেশন অনুঘটক "উচ্চ তাপমাত্রায় বয়সী" হয়, তাই পলিমারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং স্থায়িত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়।
(3) পলিফেনিলিন ভিনাইলিন (PPV)
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, PPV উপকরণগুলি অপটোইলেক্ট্রনিক্সের ক্ষেত্রে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয় এবং ডিভাইসের দক্ষতা সর্বাধিক। এর সংযোজিত কাঠামোর কারণে, আণবিক শৃঙ্খলটি খুব শক্ত, প্রায়শই দ্রবীভূত করা এবং দ্রবীভূত করা কঠিন এবং প্রক্রিয়া করা কঠিন। দ্রবণীয় PPV পাওয়ার পদ্ধতি হল বেনজিন রিংয়ে অন্তত একটি লং-চেইন অ্যালকেন প্রবর্তন করা। অ্যালকেনগুলির সংখ্যা কমপক্ষে 6 হতে হবে। এটিও পাওয়া যায় যে শাখাযুক্ত বিকল্পগুলির সাথে সরল অ্যালকেনগুলির দ্রবণীয়তা একই কার্বন নম্বর সহ সরল অ্যালকেনগুলির চেয়ে ভাল। প্রতিনিধি উপাদান হল MEH-PPV (MEH; 2-methoxy-5 (2'- ethylhexoxy)), যার ভাল দ্রবণীয়তা রয়েছে এবং ব্যবহারে সুবিধাজনক; নিষিদ্ধ ব্যান্ডের প্রস্থ হল 2.1eV, যা তুলনামূলকভাবে মাঝারি।
(4) পলিথিওফিন (PT) ডেরিভেটিভস
সমস্ত সংযোজিত পলিমারগুলির মধ্যে, পলিথিওফিন একটি খুব ভাল ফটোভোলটাইক উপাদান। এর উপযুক্ত ব্যান্ড গ্যাপ এবং উচ্চ গর্ত গতিশীলতার কারণে, এটি সাম্প্রতিক বছরগুলিতে জৈব ফটোভোলটাইক পদার্থের গবেষণার হটস্পটগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। তাদের মধ্যে, সক্রিয় স্তর হিসাবে আঞ্চলিক কাঠামোগত পলি (3-হেক্সিল) থিওফিন (P3HT) এবং দ্রবণীয় C60 ডেরিভেটিভ PCBM-এর মিশ্রিত ফিল্ম সহ ফটোভোলটাইক ডিভাইসগুলির তাপ চিকিত্সার অধীনে সর্বোচ্চ শক্তি রূপান্তর দক্ষতা রয়েছে, এবং শক্তি রূপান্তর দক্ষতা। প্রায় ৫ শতাংশে পৌঁছেছে। অতএব, নতুন পলিথিওফিন ডেরিভেটিভের নকশা এবং সংশ্লেষণ, পলিথিওফিনের গঠন ও বৈশিষ্ট্যের মধ্যে সম্পর্ক অধ্যয়ন এবং কাঠামোগত পরিবর্তনের মাধ্যমে পলিথিওফিন ডেরিভেটিভের বৈশিষ্ট্যের উন্নতি গবেষকদের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে। ফোটোভোলটাইক পদার্থের দৃষ্টিকোণ থেকে, এই পলিথিওফিন ডেরিভেটিভগুলির সর্বাধিক মৌলিক বৈশিষ্ট্য থাকা উচিত: ভাল দ্রবণীয়তা এবং ফিল্ম গঠন, বিস্তৃত শোষণ বর্ণালী (বিশেষত দৃশ্যমান আলো অঞ্চলে) এবং উচ্চ বাহক গতিশীলতা।