পাতলা ফিল্ম সৌর কোষ

আজ বাজারে 85% পর্যন্ত সৌর কোষ স্ফটিক সৌর মডিউল। যাইহোক, বিশেষজ্ঞরা আশ্বস্ত করেছেন যে সৌর কোষগুলির উত্পাদনের জন্য পাতলা-ফিল্ম প্রযুক্তিটি আরও দক্ষ হয়ে উঠেছে এবং তাই ইতিমধ্যে পরিচিত স্ফটিক মডিউলগুলির মধ্যে সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল।

পাতলা-ফিল্ম প্রযুক্তির প্রধান সুবিধা হল এর কম খরচ, যে কারণে আগামী বছরগুলিতে এটির নেতা হওয়ার প্রতিটি সুযোগ রয়েছে। নতুন বেসের মডিউলগুলি শব্দের আক্ষরিক অর্থে সৌর প্যানেলগুলিকে নমনীয় করে তোলে৷ এগুলি হালকা এবং নমনীয়, যা আপনাকে পোশাকের পৃষ্ঠ সহ আক্ষরিক অর্থে যে কোনও পৃষ্ঠে এই জাতীয় ব্যাটারি স্থাপন করতে দেয়।

নমনীয় সৌর কোষগুলি পলিমার ফিল্ম, নিরাকার সিলিকন, অ্যালুমিনিয়াম, ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড এবং অন্যান্য সেমিকন্ডাক্টরের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, যা ইতিমধ্যেই মোবাইল ফোন, ল্যাপটপ, ট্যাবলেট, ভিডিও ক্যামেরা এবং অন্যান্য গ্যাজেটের জন্য পোর্টেবল চার্জার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়, ছোট ভাঁজযোগ্য আকারে। সৌর কোষ। তবে যদি আরও শক্তির প্রয়োজন হয়, তবে মডিউলটির ক্ষেত্রফল আরও বড় হতে হবে।

পাতলা-ফিল্ম সৌর কোষগুলির প্রথম নমুনাগুলি একটি সাবস্ট্রেটে জমা নিরাকার সিলিকন দিয়ে তৈরি করা হয়েছিল, এবং কার্যকারিতা ছিল মাত্র 4 থেকে 5%, এবং পরিষেবা জীবন দীর্ঘ ছিল না। একই প্রযুক্তির পরবর্তী পদক্ষেপটি ছিল 8% দক্ষতা বৃদ্ধি করা এবং পরিষেবা জীবন প্রসারিত করা, এটি তার স্ফটিক পূর্বসূরীদের সাথে তুলনীয় হয়ে উঠেছে। অবশেষে, তৃতীয় প্রজন্মের পাতলা-ফিল্ম মডিউলগুলির ইতিমধ্যে 12% এর দক্ষতা ছিল, যা ইতিমধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি এবং প্রতিযোগিতামূলক।

এখানে ব্যবহৃত ইন্ডিয়াম কপার সেলেনাইড এবং ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড 10% পর্যন্ত দক্ষতার সাথে নমনীয় সৌর কোষ এবং বহনযোগ্য চার্জার তৈরি করা সম্ভব করেছে এবং এটি ইতিমধ্যেই একটি উল্লেখযোগ্য অর্জন, এই বিবেচনায় যে পদার্থবিদরা দক্ষতার প্রতিটি অতিরিক্ত শতাংশের জন্য লড়াই করছেন৷ এখন আসুন কীভাবে পাতলা ফিল্ম ব্যাটারি তৈরি করা হয় তা ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।

ক্যাডমিয়াম টেলউরাইডের জন্য, এটি 1970 এর দশকে একটি আলো-শোষক উপাদান হিসাবে অধ্যয়ন করা শুরু হয়েছিল, যখন মহাকাশে ব্যবহারের জন্য সর্বোত্তম বিকল্পটি খুঁজে বের করা প্রয়োজন ছিল। আজ অবধি, ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড সৌর কোষের জন্য সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ। যাইহোক, ক্যাডমিয়াম বিষাক্ততার প্রশ্ন কিছু সময়ের জন্য উন্মুক্ত থাকে।

গবেষণার ফলস্বরূপ, এটি দেখা গেছে যে বিপদ ন্যূনতম, বায়ুমণ্ডলে ক্যাডমিয়াম নির্গত হওয়া বিপজ্জনক নয়। দক্ষতা 11%, যখন প্রতি ওয়াটের দাম সিলিকন অ্যানালগগুলির তুলনায় এক তৃতীয়াংশ কম।

এখন কপার ইন্ডিয়াম সেলেনাইডের জন্য। ফ্ল্যাট প্যানেল মনিটর তৈরি করতে আজ প্রচুর পরিমাণে ইন্ডিয়াম ব্যবহার করা হয়, তাই ইন্ডিয়ামকে গ্যালিয়াম দ্বারা প্রতিস্থাপিত করা হয়, যার একই বৈশিষ্ট্য রয়েছে সৌরশক্তি… এই ভিত্তিতে ফিল্ম ব্যাটারি 20% এর দক্ষতা অর্জন করে।

সম্প্রতি, পলিমার প্যানেলগুলি তৈরি করা শুরু হয়েছে।এখানে, জৈব সেমিকন্ডাক্টরগুলি আলো-শোষণকারী উপাদান হিসাবে কাজ করে: কার্বন ফুলেরিনস, পলিফেনিলিন, কপার ফ্যাথ্যালোসায়ানাইন ইত্যাদি। সৌর কোষের পুরুত্ব 100 এনএম, তবে কার্যকারিতা মাত্র 5 থেকে 6%। কিন্তু একই সময়ে, উৎপাদন খরচ বেশ কম, চলচ্চিত্রগুলি সাশ্রয়ী, হালকা এবং সম্পূর্ণ পরিবেশ বান্ধব। এই কারণে, রজন প্যানেল জনপ্রিয় যেখানে পরিবেশগত বন্ধুত্ব এবং যান্ত্রিক নমনীয়তা গুরুত্বপূর্ণ।

তাই আজ উত্পাদিত পাতলা ফিল্ম সৌর কোষের দক্ষতা:

• একক স্ফটিক - 17 থেকে 22% পর্যন্ত;

• পলিক্রিস্টাল - 12 থেকে 18% পর্যন্ত;

• নিরাকার সিলিকন - 5 থেকে 6%;

• ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড - 10 থেকে 12% পর্যন্ত;

• কপার-ইন্ডিয়াম সেলেনাইড - 15 থেকে 20% পর্যন্ত;

• জৈব পলিমার - 5 থেকে 6%।

পাতলা ফিল্ম ব্যাটারির বৈশিষ্ট্য কী? প্রথমত, এটি ছড়িয়ে পড়া আলোতেও মডিউলগুলির উচ্চ কার্যকারিতা লক্ষ্য করার মতো, যা স্ফটিক অ্যানালগগুলির তুলনায় বছরে 15% বেশি শক্তি দেয়। এরপরে আসে উৎপাদন খরচ সুবিধা। হাই-পাওয়ার সিস্টেমে, 10 কিলোওয়াট থেকে, পাতলা-ফিল্ম মডিউলগুলি বেশি দক্ষতা দেখায়, যদিও 2.5 গুণ বেশি এলাকা প্রয়োজন।

এইভাবে, আমরা শর্তগুলির নাম দিতে পারি যখন পাতলা-ফিল্ম মডিউলগুলি একটি ন্যায্য সুবিধা লাভ করে। বেশিরভাগ মেঘলা আবহাওয়া সহ অঞ্চলে, পাতলা ফিল্ম ব্যাটারি দক্ষতার সাথে কাজ করবে (ডিফিউজ আলো)। উষ্ণ জলবায়ু সহ অঞ্চলগুলির জন্য, পাতলা ফিল্মগুলি আরও কার্যকর (তারা কম তাপমাত্রার মতো উচ্চ তাপমাত্রায়ও কার্যকরভাবে কাজ করে)। ভবনগুলির সম্মুখভাগ সমাপ্ত করার জন্য আলংকারিক নকশা সমাধান হিসাবে ব্যবহারের সম্ভাবনা। 20% পর্যন্ত স্বচ্ছতা সম্ভব, যা আবার ডিজাইনারদের হাতে চলে।

এদিকে, 2008 সালে, আমেরিকান কোম্পানি সোলিন্দ্রা সিলিন্ডারে পাতলা-ফিল্ম ব্যাটারি স্থাপনের প্রস্তাব করেছিল, যেখানে ফটোসেলের একটি স্তর একটি গ্লাস টিউবে প্রয়োগ করা হয় যা বৈদ্যুতিক যোগাযোগের সাথে সজ্জিত অন্য টিউবের ভিতরে স্থাপন করা হয়। ব্যবহৃত উপকরণগুলি হল তামা, সেলেনিয়াম, গ্যালিয়াম, ইন্ডিয়াম।

নলাকার নকশা আরও আলো শোষণ করতে দেয় এবং দুটি প্যানেলের প্রতি মিটারে 40টি সিলিন্ডারের একটি সেট ফিট করে। এখানে হাইলাইট হল যে সাদা ছাদের আবরণ এই জাতীয় সমাধানের উচ্চ দক্ষতায় অবদান রাখে, কারণ তখন প্রতিফলিত রশ্মিগুলিও কাজ করে, তাদের শক্তির 20% যোগ করে। এছাড়াও, নলাকার সেটগুলি এমনকি 55 মিটার / সেকেন্ড পর্যন্ত দমকা হাওয়া সহ শক্তিশালী বাতাসের জন্যও প্রতিরোধী।

আজকে উৎপাদিত বেশিরভাগ সৌর কোষে শুধুমাত্র একটি পিএন জংশন থাকে এবং ব্যান্ড গ্যাপের চেয়ে কম শক্তি সহ ফোটনগুলি উত্পাদনে অংশ নেয় না। তারপরে বিজ্ঞানীরা এই সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে উঠতে একটি উপায় নিয়ে এসেছিলেন, একটি বহুস্তর কাঠামোর ক্যাসকেড উপাদানগুলি তৈরি করা হয়েছিল, যেখানে প্রতিটি স্তরের নিজস্ব ব্যান্ড প্রস্থ রয়েছে, অর্থাৎ, প্রতিটি স্তরের শোষিত শক্তির একটি পৃথক মান সহ একটি পৃথক পিএন জংশন রয়েছে। ফোটন

উপরের স্তরটি হাইড্রোজেনেটেড নিরাকার সিলিকনের উপর ভিত্তি করে একটি সংকর ধাতু থেকে গঠিত হয়, দ্বিতীয়টি - জার্মেনিয়াম (10-15%), তৃতীয়টি - 40 থেকে 50% জার্মেনিয়াম যুক্ত করে। এইভাবে, প্রতিটি ধারাবাহিক স্তরে পূর্ববর্তী স্তরের তুলনায় একটি ব্যবধান সংকুচিত হয় এবং উপরের স্তরগুলির অশোষিত ফোটনগুলি ফিল্মের অন্তর্নিহিত স্তরগুলি দ্বারা শোষিত হয়।

এই পদ্ধতিতে, উৎপন্ন শক্তির খরচ ঐতিহ্যগত স্ফটিক সিলিকন কোষের তুলনায় অর্ধেক হয়। ফলস্বরূপ, একটি তিন-পাস ফিল্ম দিয়ে 31% দক্ষতা অর্জন করা হয়েছিল, এবং একটি পাঁচ-পাস ফিল্ম সমস্ত 43% প্রতিশ্রুতি দেয়।

সম্প্রতি, মস্কো স্টেট ইউনিভার্সিটির বিশেষজ্ঞরা জৈব উপাদানের নমনীয় স্তরে প্রয়োগ করা পলিমারের উপর ভিত্তি করে রোল-টাইপ সোলার সেল তৈরি করেছেন। কার্যক্ষমতা মাত্র 4% প্রমাণিত হয়েছে, তবে এই জাতীয় ব্যাটারিগুলি 10,000 ঘন্টার জন্য + 80 ডিগ্রি সেলসিয়াসেও কাজ করতে পারে। এসব গবেষণা এখনো শেষ হয়নি।

সুইস বিজ্ঞানীরা পলিমার ভিত্তিতে 20.4% দক্ষতা অর্জন করেছেন এবং অর্ধপরিবাহী হিসাবে ইন্ডিয়াম, তামা, সেলেনিয়াম এবং গ্যালিয়াম ব্যবহার করা হয়েছিল। আজ, এটি একটি পাতলা পলিমার ফিল্মের উপাদানগুলির জন্য একটি রেকর্ড।

জাপানে, তারা অনুরূপ (ইন্ডিয়াম, সেলেনিয়াম, তামা) স্পুটার জমা সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে 19.7% দক্ষতা অর্জন করেছে। এবং জাপানে তারা সৌর ফ্যাব্রিক উত্পাদন শুরু করে, কাপড়ের সাথে সংযুক্ত প্রায় 1.2 মিলিমিটার ব্যাসের নলাকার উপাদান ব্যবহার করে কাপড়ের সৌর প্যানেলগুলি তৈরি করা হয়েছিল। 2015 এর শুরুতে, তারা এই ভিত্তিতে পোশাক এবং সানশেড উত্পাদন শুরু করার পরিকল্পনা করেছিল।

এটা স্পষ্ট যে পাতলা-ফিল্ম সোলার প্যানেলগুলি অবশেষে অদূর ভবিষ্যতে জনসংখ্যার জন্য সাধারণভাবে উপলব্ধ হয়ে উঠবে৷ খরচ কমানোর জন্য সারা বিশ্বে এত গবেষণা চালানো হচ্ছে এমন কিছু নয়৷