সৌর কোষ হল এক ধরনের আলোক বৈদ্যুতিক উপাদান যা শক্তি রূপান্তর করতে পারে। পি-টাইপ এবং এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর একত্রিত করে তাদের মৌলিক গঠন গঠিত হয়। সেমিকন্ডাক্টরগুলির সবচেয়ে মৌলিক উপাদান হল "সিলিকন", যা অ-পরিবাহী। যাইহোক, সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে বিভিন্ন অমেধ্য যোগ করা হলে, পি-টাইপ এবং এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর তৈরি করা যেতে পারে। তারপরে, একটি ছিদ্রযুক্ত P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য (P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরে একটি ঋণাত্মক চার্জযুক্ত ইলেকট্রনের অভাব রয়েছে, যা একটি অতিরিক্ত ধনাত্মক চার্জ হিসাবে বিবেচিত হতে পারে) এবং একটি অতিরিক্ত মুক্ত ইলেক্ট্রন সহ N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর ব্যবহার করা হয়। কারেন্ট জেনারেট করা। অতএব, যখন সূর্যের আলো জ্বলে, তখন আলোক শক্তি সিলিকন পরমাণুর ইলেকট্রনকে উত্তেজিত করে এবং ইলেকট্রন ও গর্তের পরিচলন তৈরি করে। এই ইলেক্ট্রন এবং ছিদ্রগুলি অন্তর্নির্মিত সম্ভাবনা দ্বারা প্রভাবিত হয় এবং যথাক্রমে এন-টাইপ এবং পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর দ্বারা আকৃষ্ট হয় এবং উভয় প্রান্তে জড়ো হয়। এই সময়ে, যদি একটি সার্কিট তৈরি করার জন্য বাইরের ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত করা হয়, এটি সৌর কোষের শক্তি উৎপাদনের নীতি।
সৌর কোষগুলিকে তাদের স্ফটিক অবস্থা অনুসারে দুটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে: স্ফটিক পাতলা ফিল্ম টাইপ এবং নন-ক্রিস্টালাইন পাতলা ফিল্ম টাইপ (এর পরে a- হিসাবে উল্লেখ করা হয়েছে), এবং আগেরটি আবার একক স্ফটিক টাইপ এবং পলিক্রিস্টালাইন প্রকারে বিভক্ত।
উপাদান অনুসারে, এগুলিকে সিলিকন পাতলা ফিল্ম টাইপ, যৌগিক সেমিকন্ডাক্টর পাতলা ফিল্ম টাইপ এবং জৈব ফিল্মের ধরণে ভাগ করা যায় এবং যৌগিক সেমিকন্ডাক্টর পাতলা ফিল্ম টাইপকে আরও অ-ক্রিস্টালাইন টাইপ (a-Si:H, a-Si: H:F, a-SixGel-x:H, ইত্যাদি), IIIV গ্রুপ (GaAs, InP, ইত্যাদি), IIVI গ্রুপ (Cds সিরিজ) এবং জিঙ্ক ফসফাইড (Zn3p2), ইত্যাদি।
ব্যবহৃত বিভিন্ন উপকরণ অনুসারে, সৌর কোষগুলিকেও ভাগ করা যেতে পারে: সিলিকন সোলার সেল, মাল্টি-কম্পাউন্ড পাতলা ফিল্ম সোলার সেল, পলিমার মাল্টিলেয়ার মডিফাইড ইলেক্ট্রোড সোলার সেল, ন্যানোক্রিস্টালাইন সোলার সেল, অর্গানিক সোলার সেল, প্লাস্টিক সোলার সেল, যার মধ্যে সিলিকন সোলার সেল। কোষগুলি সর্বাধিক পরিপক্ক এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আধিপত্যশীল।
1. সিলিকন সৌর কোষ
সিলিকন সৌর কোষ তিন প্রকারে বিভক্ত: একক স্ফটিক সিলিকন সৌর কোষ, পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন পাতলা ফিল্ম সৌর কোষ এবং নিরাকার সিলিকন পাতলা ফিল্ম সৌর কোষ।
(1) একক স্ফটিক সিলিকন সৌর কোষের সর্বোচ্চ রূপান্তর দক্ষতা এবং সবচেয়ে পরিপক্ক প্রযুক্তি রয়েছে। পরীক্ষাগারে সর্বাধিক রূপান্তর দক্ষতা হল 24.7%, এবং বড় আকারের উত্পাদনের দক্ষতা হল 15% (2011 সালের হিসাবে, এটি 18%)। এটি এখনও বড় আকারের অ্যাপ্লিকেশন এবং শিল্প উত্পাদনে একটি প্রভাবশালী অবস্থান দখল করে আছে, তবে একক-স্ফটিক সিলিকনের উচ্চ ব্যয়ের কারণে, এটির ব্যয় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা কঠিন। সিলিকন উপকরণ সংরক্ষণ করার জন্য, একক-ক্রিস্টালাইন সিলিকন সৌর কোষের বিকল্প হিসাবে পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন পাতলা ফিল্ম এবং নিরাকার সিলিকন পাতলা ফিল্ম তৈরি করা হয়েছে।
(2) একক-স্ফটিক সিলিকনের সাথে তুলনা করে, পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন পাতলা ফিল্ম সৌর কোষগুলি নিরাকার সিলিকন পাতলা ফিল্ম কোষগুলির তুলনায় সস্তা এবং আরও দক্ষ। এর সর্বোচ্চ পরীক্ষাগার রূপান্তর দক্ষতা 18%, এবং শিল্প-স্কেল উত্পাদনের রূপান্তর দক্ষতা 10% (2011 অনুসারে, এটি 17%)। অতএব, পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন পাতলা ফিল্ম কোষগুলি শীঘ্রই সৌর কোষের বাজারে একটি প্রভাবশালী অবস্থান দখল করবে।
(3) নিরাকার সিলিকন পাতলা ফিল্ম সোলার সেলগুলির দাম কম এবং ওজনে হালকা, উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা, ভর উত্পাদন করা সহজ এবং দুর্দান্ত সম্ভাবনা রয়েছে। যাইহোক, এর উপাদান দ্বারা সৃষ্ট ফটোইলেক্ট্রিক দক্ষতা ক্ষয় প্রভাবের কারণে, এর স্থায়িত্ব বেশি নয়, যা সরাসরি এর ব্যবহারিক প্রয়োগকে প্রভাবিত করে। যদি স্থিতিশীলতার সমস্যাটি আরও সমাধান করা যায় এবং রূপান্তর হারের সমস্যাটি উন্নত করা যায়, তাহলে নিরাকার সিলিকন সৌর কোষ নিঃসন্দেহে সৌর কোষের প্রধান উন্নয়ন পণ্যগুলির মধ্যে একটি হবে।
2. স্ফটিক পাতলা ফিল্ম সৌর কোষ
পলিক্রিস্টালাইন পাতলা ফিল্ম সেল ক্যাডমিয়াম সালফাইড এবং ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড পলিক্রিস্টালাইন পাতলা ফিল্ম সেলগুলি নিরাকার সিলিকন পাতলা ফিল্ম সোলার সেলের চেয়ে বেশি দক্ষ, একরঙা সিলিকন কোষের চেয়ে সস্তা এবং ভর উত্পাদন করা সহজ। যাইহোক, ক্যাডমিয়াম অত্যন্ত বিষাক্ত এবং মারাত্মক পরিবেশ দূষণ ঘটাবে। অতএব, এটি স্ফটিক সিলিকন সৌর কোষের সবচেয়ে আদর্শ বিকল্প নয়।
গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs) III-V যৌগ কোষের রূপান্তর দক্ষতা 28% এ পৌঁছাতে পারে। GaAs যৌগিক উপাদানগুলির একটি খুব আদর্শ অপটিক্যাল ব্যান্ড গ্যাপ এবং উচ্চ শোষণ দক্ষতা, শক্তিশালী বিকিরণ প্রতিরোধের এবং তাপের প্রতি সংবেদনশীল নয়। এগুলি উচ্চ-দক্ষতা একক-জংশন কোষ তৈরির জন্য উপযুক্ত। যাইহোক, GaAs উপকরণের দাম বেশি, যা GaAs কোষের জনপ্রিয়তাকে ব্যাপকভাবে সীমিত করে।
কপার ইন্ডিয়াম সেলেনাইড পাতলা ফিল্ম সেল (সংক্ষেপে সিআইএস) ফটোইলেকট্রিক রূপান্তরের জন্য উপযুক্ত, আলো-প্ররোচিত অবক্ষয়ের সমস্যা নেই এবং পলিক্রিস্টালাইন সিলিকনের মতোই রূপান্তর দক্ষতা রয়েছে। কম দাম, ভাল কর্মক্ষমতা এবং সহজ প্রক্রিয়ার সুবিধার সাথে, এটি ভবিষ্যতে সৌর কোষগুলির বিকাশের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হয়ে উঠবে। একমাত্র সমস্যা হল উপাদানের উৎস। যেহেতু ইন্ডিয়াম এবং সেলেনিয়াম তুলনামূলকভাবে বিরল উপাদান, তাই এই ধরনের ব্যাটারির বিকাশ অনিবার্যভাবে সীমিত।
3. জৈব পলিমার সৌর কোষ
জৈব পলিমার দিয়ে অজৈব পদার্থ প্রতিস্থাপন সৌর কোষ উত্পাদনের জন্য একটি নতুন উন্নত গবেষণা দিক। ভাল নমনীয়তা, সহজ উৎপাদন, বিস্তৃত উপাদান উত্স এবং জৈব পদার্থের কম খরচের সুবিধার কারণে, এটি সৌর শক্তির বড় আকারের ব্যবহার এবং সস্তা বিদ্যুতের ব্যবস্থার জন্য অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ। তবে জৈব পদার্থ দিয়ে সৌর কোষ তৈরির গবেষণা সবে শুরু হয়েছে। এটি ব্যবহারিক তাত্পর্য সহ একটি পণ্য হিসাবে বিকাশ করা যেতে পারে কিনা তা আরও অধ্যয়ন এবং অন্বেষণ করা বাকি রয়েছে।
4. ন্যানোক্রিস্টালাইন সৌর কোষ
ন্যানোক্রিস্টালাইন সৌর কোষ নতুন বিকশিত হয়। তাদের সুবিধা হল তাদের কম খরচে, সহজ প্রক্রিয়া এবং স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা। তাদের ফটোইলেক্ট্রিক দক্ষতা 10% এর বেশি স্থিতিশীল, এবং উৎপাদন খরচ সিলিকন সৌর কোষের 1/5 থেকে 1/10 মাত্র। জীবনকাল 20 বছরেরও বেশি হতে পারে। এই ধরনের ব্যাটারির গবেষণা এবং উন্নয়ন সবেমাত্র শুরু হয়েছে, এবং তারা ধীরে ধীরে অদূর ভবিষ্যতে বাজারে প্রবেশ করবে।