सौर सेल: वर्तमान में कौन से सौर मॉड्यूल सर्वोत्तम तकनीक और सर्वोत्तम प्रदर्शन प्रदान करते हैं?

सौर सेलों में तकनीकी विकास तेजी से जारी है। कल जो अति-आधुनिक और नवीन था वह कल अक्सर पुराना हो जाता है। तकनीकी प्रगति सिस्टम को अधिक से अधिक स्थिर और कुशल बना रही है, जिससे पीवी बिजली की मांग बढ़ रही है। जलवायु संरक्षण अधिनियम और जर्मनी द्वारा 2045 तक जलवायु तटस्थता का लक्ष्य रखने से इसे और अधिक बढ़ावा मिलने की संभावना है, यही कारण है कि आने वाले वर्षों में नवीकरणीय ऊर्जा में महत्वपूर्ण वृद्धि की उम्मीद की जा सकती है।

विभिन्न प्रकार के सौर मॉड्यूल पीवी प्रौद्योगिकी की दक्षता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस देश में विशेष रूप से चार मॉड्यूल प्रकार हैं जो पीवी सिस्टम में उपयोग पर हावी हैं। हम आपको उनके फायदे और नुकसान के साथ-साथ उनके दृष्टिकोण से भी परिचित कराएंगे।

सौर मॉड्यूल: ये कितने प्रकार के होते हैं?

पीवी मॉड्यूल के प्रकारों की विशेषता उनके तकनीकी डिज़ाइन में कभी-कभी महत्वपूर्ण अंतर होते हैं। इसका मतलब यह है कि वे प्रदर्शन, उपयोग की अवधि और लागत के मामले में बहुत अलग परिणाम देते हैं। नीचे हम उन पर करीब से नज़र डालना चाहते हैं:

• ग्लास-ग्लास / डबल-ग्लास मॉड्यूल
• पॉलीक्रिस्टलाइन मॉड्यूल
• मोनोक्रिस्टलाइन मॉड्यूल
• पतली-फिल्म मॉड्यूल
• सीआईएस/सीआईजीएस मॉड्यूल

बाइफेशियल सेल तकनीक वाले ग्लास मॉड्यूल के साथ, प्रकाश को मॉड्यूल के आगे और पीछे दोनों तरफ कैप्चर किया जाता है। प्रकाश का उपयोग बढ़ाने से मॉड्यूल की दक्षता बढ़ जाती है।

के लिए उपयुक्त:

• दो-सतह, द्वि-सतह या द्वि-सतह सौर सेल - सौर मॉड्यूल के बारे में रोचक जानकारी
• बीएससी - बाइफेसियल सोलर सेल: बाइफेसियल या दो-सतह सौर सेल का इतिहास
• सौर मॉड्यूल: अधिक दक्षता और बढ़ी हुई चमकदार प्रभावकारिता के लिए बाइफेशियल/द्विमुखी मॉड्यूल - सलाह, योजना और समाधान

पॉलीक्रिस्टलाइन पीवी मॉड्यूल, संबंधित मोनोक्रिस्टलाइन मॉड्यूल की तरह, सिलिकॉन से बने होते हैं। इसके पिघलने के बाद इसे लम्बे, चौकोर सांचों में डाला जाता है और धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है। परिणामी क्रिस्टल संरचनाओं को आगे के उत्पादन चरणों में विभाजित किया जाता है और डिस्क में विभाजित किया जाता है जो पॉलीक्रिस्टलाइन सौर कोशिकाओं का निर्माण करती हैं। देखने में उनकी पहचान उनके आकर्षक नीले रंग से होती है।

इस प्रक्रिया का लाभ यह है कि यह अपेक्षाकृत सस्ती है, यही कारण है कि लंबे समय तक पॉलीक्रिस्टलाइन पीवी मॉड्यूल सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सौर कोशिकाओं में से थे। इस तकनीक का लंबे समय से परीक्षण और परीक्षण किया जा चुका है और इसलिए यह बेहद विश्वसनीय है। विफलता की कम संवेदनशीलता के अलावा, इस प्रणाली का सेवा जीवन भी लंबा है। हालाँकि, विनिर्माण प्रक्रिया का नुकसान यह है कि व्यक्तिगत क्रिस्टल की सीमा परतों पर धुंधलापन आ जाता है। इसका मतलब है कि इन सौर कोशिकाओं की दक्षता केवल 12 से 16% की मध्य सीमा में है। इससे स्थान की आवश्यकता बढ़ जाती है और दक्षता कम हो जाती है।

पॉलीक्रिस्टलाइन और मोनोक्रिस्टलाइन मॉड्यूल के दो और नुकसान आम हैं, वे हैं उनका अपेक्षाकृत अधिक वजन और विसरित प्रकाश स्थितियों और उच्च तापमान में प्रदर्शन का नुकसान।

मोनोक्रिस्टलाइन मॉड्यूल भी सिलिकॉन से बने होते हैं। पॉलीक्रिस्टलाइन संरचना के विपरीत, सिलिकॉन को दूसरी बार पिघलाया जाता है, जिससे स्तंभ एकल क्रिस्टल (इसलिए "मोनो") बनता है। वे पॉलीक्रिस्टलाइन मॉड्यूल के साथ देखे गए घर्षण नुकसान से पीड़ित नहीं होते हैं। इससे गहरे नीले से काले रंग की चमकती सौर कोशिकाओं के लिए 20% तक की उच्च दक्षता प्राप्त होती है।

दोषों और उनके कार्यान्वयन के प्रति उनकी कम संवेदनशीलता के अलावा, जिसे दशकों से आजमाया और परखा गया है, मोनोक्रिस्टलाइन मॉड्यूल को उनकी छोटी जगह की आवश्यकता की विशेषता होती है। हालाँकि, इन मॉड्यूल का उत्पादन तुलनात्मक रूप से महंगा है। इसमें उनका अपेक्षाकृत अधिक वजन और खराब रोशनी की स्थिति और उच्च तापमान में उनकी कम दक्षता भी शामिल है।

संक्षेप में, दोनों क्रिस्टलीय मॉड्यूल रूप प्रभावी ढंग से कार्य करते हैं। हालाँकि, वे अपेक्षाकृत भारी होते हैं, हालाँकि जब उनकी उच्च दक्षता के कारण स्थान सीमित होता है तो मोनोक्रिस्टलाइन सौर मॉड्यूल बेहतर विकल्प होते हैं। उनकी अधिक दक्षता ने यह सुनिश्चित किया है कि वे अक्सर अपनी उच्च कीमत के बावजूद पॉलीक्रिस्टलाइन सौर कोशिकाओं पर हावी रहे हैं।

हालाँकि, पॉलीक्रिस्टलाइन मॉड्यूल की एक तिहाई कम कीमत (प्रति किलोवाटपी) यह सुनिश्चित करती है कि वे बड़ी लोकप्रियता का आनंद लेते रहें, खासकर बड़े पीवी सिस्टम में बिना स्थान प्रतिबंध के।

जैसा कि नाम से पता चलता है, पतली-फिल्म मॉड्यूल की विशेषता उनकी बहुत उथली गहराई है। पतली-फिल्म मॉड्यूल पारंपरिक रूप से अनाकार सिलिकॉन से बने अर्धचालकों के साथ निर्मित होते हैं। इस प्रणाली में, एक वाहक सामग्री, जो आमतौर पर कांच से बनी होती है, एक पतली परत के साथ वाष्पीकृत होती है। इस निर्माण विधि का मतलब है कि पतली-फिल्म सौर सेल सिलिकॉन वेफर्स से बने दो सौर मॉड्यूल की तुलना में लगभग 100 गुना पतले हैं।

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, फोटोवोल्टिक्स और माइक्रोसिस्टम प्रौद्योगिकी में, वेफर्स लगभग एक मिलीमीटर मोटी गोलाकार या चौकोर डिस्क होती हैं। वे एकल या पॉलीक्रिस्टलाइन (अर्धचालक) रिक्त स्थान, तथाकथित सिल्लियों से बने होते हैं, और आमतौर पर एकीकृत सर्किट (आईसी, "चिप"), माइक्रोमैकेनिकल घटकों या फोटोइलेक्ट्रिक कोटिंग्स सहित इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए सब्सट्रेट (बेस प्लेट) के रूप में काम करते हैं। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों का निर्माण करते समय, कई वेफर्स को आमतौर पर एक बैच में जोड़ा जाता है और सीधे एक के पीछे एक या समानांतर में संसाधित किया जाता है।

यह पतली-फिल्म मॉड्यूल के सबसे बड़े फायदों में से एक है, क्योंकि उनके कम वजन का मतलब है कि उनका उपयोग बहुत लचीले और बहुमुखी तरीके से किया जा सकता है। यही कारण है कि इन मॉड्यूल का उपयोग लंबे समय से न केवल बड़े पीवी सिस्टम में किया जाता है, बल्कि घड़ियों और अन्य छोटी विद्युत वस्तुओं में बिजली पैदा करने के लिए भी किया जाता है। इसके अलावा, कम कच्चे माल की आवश्यकताओं के कारण पतली-फिल्म मॉड्यूल का निर्माण करना आसान और सस्ता है, जिससे उनके प्रसार को अतिरिक्त बढ़ावा मिला। उनका प्रदर्शन वक्र भी प्रतिकूल प्रकाश स्थितियों में उतना सपाट नहीं होता जितना ऊपर उल्लिखित दो क्रिस्टलीय मॉड्यूल के साथ होता है।

हालाँकि, संकीर्ण मॉड्यूल का नुकसान यह है कि उनकी दक्षता अन्य सौर कोशिकाओं की तुलना में बहुत कम है। यह 7% तक है, इसलिए पीवी सिस्टम में उनके उपयोग के लिए काफी जगह की आवश्यकता होती है। उच्च दक्षता प्राप्त करने के लिए, निर्माताओं ने अब कैडमियम टेलुराइड (सीडीटीई) के साथ पतली-फिल्म मॉड्यूल का उत्पादन करना शुरू कर दिया है। डिज़ाइन सिद्धांत में 8% तक की थोड़ी अधिक दक्षता का लाभ है। यह धुंध और कोहरे के उच्च स्तर के साथ-साथ विसरित प्रकाश वाले क्षेत्रों में उपयोग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। हालाँकि, उपयोगकर्ताओं को उच्च कीमतों को स्वीकार करना पड़ता है और, विघटित करते समय, मॉड्यूल में निहित कैडमियम की अधिक महंगी रीसाइक्लिंग के लिए अतिरिक्त लागत आती है। बढ़ी हुई लागत के बावजूद, इस अधिक प्रभावी मॉड्यूलर डिज़ाइन का उपयोग अब बढ़ रहा है।

इसके अलावा, कई कंपनियां वर्तमान में कॉपर-जिंक-टिन सल्फाइड और सल्फर (सीजेडटीएस) का उपयोग करके निर्मित पतली-फिल्म मॉड्यूल पर शोध कर रही हैं। पारंपरिक पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं की तुलना में इस अर्धचालक सामग्री का लाभ यह है कि इसके निर्माण में दुर्लभ और जहरीले तत्वों का उपयोग नहीं करना पड़ता है। हालाँकि, इस तकनीक के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए तैयार होने में शायद कुछ समय लगेगा।

ये मॉड्यूल पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं का एक विशेष रूप हैं और वर्तमान में सीडीटीई संस्करण के बाद इस क्षेत्र में दूसरा सबसे आम प्रकार हैं। वे कॉपर-इंडियम-डिसेलेनाइड (सीआईएस) या कॉपर-इंडियम-गैलियम-डिसेलेनाइड (सीआईजीएस) यौगिकों पर आधारित हैं और सिलिकॉन पर आधारित पतली-फिल्म मॉड्यूल की तुलना में काफी बेहतर बिजली का संचालन करते हैं। उनकी दक्षता 12 से 15% के बीच है, जो पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं के बीच उच्चतम दक्षता के बराबर है। विसरित प्रकाश और उच्च तापमान में भी उन्हें बहुत कम नुकसान होता है और उनका वजन भी कम होता है और विफलता की संभावना भी कम होती है।

इन फायदों की भरपाई मॉड्यूल में मौजूद सेलेनियम के महंगे उत्पादन और जटिल रीसाइक्लिंग से होती है। इसके अलावा, इन मॉड्यूल के अपेक्षाकृत नए अस्तित्व के कारण, सिस्टम के स्थायित्व के साथ कोई दीर्घकालिक अनुभव नहीं है। हालाँकि, यह मुख्य रूप से उच्च कीमत है जिसने यह सुनिश्चित किया है कि इन सौर कोशिकाओं का उत्पादन वर्षों से स्थिर है।

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