ፎቶቮቲክስ ምንድን ነው?

ከላይ ያለው ሥዕላዊ መግለጫ የፀሐይ ሴል ተብሎ የሚጠራውን መሠረታዊ የፎቶቮልታይክ ሕዋስ አሠራር ያሳያል. የፀሐይ ህዋሶች በማይክሮኤሌክትሮኒክስ ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ከሚውሉት እንደ ሲሊኮን ካሉ ሴሚኮንዳክተር ቁሶች የተሠሩ ናቸው። ለፀሃይ ህዋሶች ቀጭን ሴሚኮንዳክተር ዋፈር በተለየ መልኩ የኤሌክትሪክ መስክ እንዲፈጠር ይደረጋል, በአንድ በኩል አዎንታዊ እና በሌላኛው አሉታዊ. የብርሃን ሃይል በፀሃይ ሴል ላይ ሲመታ ኤሌክትሮኖች በሴሚኮንዳክተር ቁስ ውስጥ ካሉት አተሞች ይለቃሉ። የኤሌክትሪክ መቆጣጠሪያዎች ከአዎንታዊ እና አሉታዊ ጎኖች ጋር ከተጣበቁ, የኤሌክትሪክ ዑደት በመፍጠር, ኤሌክትሮኖች በኤሌክትሪክ ጅረት - ማለትም በኤሌክትሪክ መልክ ሊያዙ ይችላሉ. ይህ ኤሌትሪክ እንደ መብራት ወይም መሳሪያ የመሳሰሉ ሸክሞችን ለማንቀሳቀስ ሊያገለግል ይችላል።

በኤሌክትሪካዊ መንገድ እርስ በርስ የተያያዙ እና በድጋፍ መዋቅር ወይም ፍሬም ውስጥ የተጫኑ በርከት ያሉ የፀሐይ ሴሎች የፎቶቮልቲክ ሞጁል ይባላሉ. ሞጁሎች እንደ አንድ የጋራ 12 ቮልት ሲስተም በተወሰነ ቮልቴጅ ላይ ኤሌክትሪክን ለማቅረብ የተነደፉ ናቸው. የአሁኑ ምርት በቀጥታ የሚመረተው ሞጁሉን ምን ያህል ብርሃን እንደሚመታ ላይ ነው።

ዛሬ በጣም የተለመዱት የPV መሳሪያዎች እንደ ፒቪ ሴል ባሉ ሴሚኮንዳክተር ውስጥ የኤሌክትሪክ መስክ ለመፍጠር ነጠላ መገናኛን ወይም በይነገጽን ይጠቀማሉ። በነጠላ-መጋጠሚያ የፒ.ቪ ሴል ውስጥ ኃይላቸው ከሴሉ ቁስ ባንድ ክፍተት ጋር እኩል የሆነ ወይም የሚበልጥ ፎቶኖች ብቻ ኤሌክትሮኖችን ለኤሌክትሪክ ዑደት ነፃ ማድረግ ይችላሉ። በሌላ አነጋገር ነጠላ-መጋጠሚያ ሴሎች የፎቶቮልታይክ ምላሽ በፀሃይ ስፔክትረም ክፍል ላይ ብቻ የተገደበ ሲሆን ይህም ጉልበቱ ከሚስብ ንጥረ ነገር የባንድ ክፍተት በላይ ነው, እና ዝቅተኛ ኃይል ያላቸው ፎቶኖች ጥቅም ላይ አይውሉም.

ይህንን ገደብ ለማለፍ አንዱ መንገድ ቮልቴጅ ለማመንጨት ከአንድ በላይ ባንድ ክፍተት እና ከአንድ በላይ መጋጠሚያ ያለው ሁለት (ወይም ከዚያ በላይ) የተለያዩ ሴሎችን መጠቀም ነው። እነዚህ እንደ "multijunction" ሕዋሳት ("cascade" ወይም "tandem" cells) ይባላሉ. የመልቲጁንኬሽን መሳሪያዎች ከፍተኛ የአጠቃላይ ልወጣ ቅልጥፍናን ሊያገኙ ይችላሉ ምክንያቱም ብዙ የብርሃንን የኢነርጂ ስፔክትረም ወደ ኤሌክትሪክ መቀየር ይችላሉ።

ከታች እንደሚታየው፣ ባለ ብዙ ማገናኛ መሳሪያ ማለት የባንዱ ክፍተት (ለምሳሌ) በሚወርድ ቅደም ተከተል ውስጥ ያሉ ነጠላ-መጋጠሚያ ሴሎች ቁልል ነው። የላይኛው ሕዋስ ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን ፎቶኖች ይይዛል እና የተቀሩትን ፎቶኖች በዝቅተኛ ባንድ-ክፍተቶች ህዋሶች ለመምጠጥ ያስተላልፋል።