سولر سیل پاور جنریشن کا اصول کیا ہے؟

Now, more and more solar cells appear in people's field of vision. As long as there is sunlight, it can generate current, which is not too convenient. What is its principle? Today, I will briefly and slightly in-depth talk about the power generation principle of the most common crystalline silicon solar cells.

First of all, we have to introduce the raw material of crystalline silicon solar cells: silicon.These black and somewhat metallic things are polysilicon initially prepared by some chemical methods. Silicon is a semiconducting material, which means its conductivity is between that of a conductor and an insulator. Unlike metals, silicon's carriers have something called holes in addition to electrons.

ایک سوراخ کیا ہے؟

سلیکون ایٹم کی سب سے بیرونی تہہ میں چار الیکٹران ہوتے ہیں۔ اگر کچھ الیکٹران بیرونی دنیا سے ایک خاص مقدار میں توانائی حاصل کرتے ہیں تو وہ ٹوٹ کر آزاد الیکٹران بن جائیں گے، اور الیکٹران کی اصل پوزیشن ایک خالی جگہ بن جائے گی، اور یہ خالی جگہ ایک سوراخ ہے۔ ہم سب جانتے ہیں کہ الیکٹران منفی طور پر چارج ہوتے ہیں، اس لیے سوراخ ایک مثبت چارج شدہ کیریئر کے برابر ہوتے ہیں۔

ٹھیک ہے، یہ جانتے ہوئے، اگلی چیز جس کے بارے میں ہم بات کرنا چاہتے ہیں وہ ہے P-type silicon اور N-type silicon۔ یہ بہت آسان ہے، P-ٹائپ سلکان کا مطلب ہے کہ سوراخ اکثریتی کیریئرز ہیں، اور N-ٹائپ سلکان کا مطلب ہے کہ الیکٹران اکثریتی کیریئرز ہیں۔ کیا؟ آپ کہتے ہیں کہ الیکٹران اور سوراخ کی تعداد ایک جیسی ہونی چاہیے؟ ہمم اگر سلکان کی پاکیزگی 100 فیصد ہے، یقیناً ان کی تعداد ایک جیسی ہے، لیکن اگر ہم سلیکون کے عنصر میں موجود کچھ سلیکون کو ایٹم کی بیرونی تہہ میں پانچ الیکٹران والے عنصر سے بدل دیں تو کیا ہوگا؟ کیا ہوگا اگر آپ اسے کسی ایسے عنصر سے بدل دیں جس میں صرف تین الیکٹران سب سے بیرونی خول میں ہوں؟

سلیکون میں سب سے زیادہ ڈوپ کرنے والے دو عناصر فاسفورس (جمع 5 والینس) اور بوران (جمع 3 والینس) ہیں۔

پھر، PN جنکشن کہلانے والی کوئی چیز ہے، جو کہ P-قسم کے سلیکون کا ایک ٹکڑا اور N-ٹائپ سلکان کا ٹکڑا نہیں ہے۔ عام طور پر، P- قسم کے سلکان کے ٹکڑے کی سطح کو فاسفورس کے ساتھ ڈوپ کیا جاتا ہے تاکہ N- قسم کے سلکان کی ایک پرت بن سکے، اور اس کے برعکس، اس طرح اس علاقے میں PN جنکشن بنتا ہے جہاں P-ٹائپ سلکان اور N-ٹائپ سلکان انٹرفیس۔

پی این جنکشن کی تشکیل بہت آسان ہے۔ چونکہ P- قسم کے سلیکون میں بہت سے مفت سوراخ ہیں، اور N- قسم کے سلکان میں بہت سے آزاد الیکٹران ہیں، اس لیے ارتکاز میں فرق کی وجہ سے، P- قسم کے سلکان میں سوراخ N-قسم کے سلکان میں پھیل جائے گا، جب کہ N- قسم کے سلکان میں زیادہ مفت الیکٹران ہوتے ہیں۔ سلیکون میں الیکٹران P-قسم کے سلکان میں بھی پھیل جاتے ہیں۔ اس طرح، ایک برقی میدان اس علاقے میں بنے گا جہاں P اور N- قسم کے سلکان ملتے ہیں۔ ہم اسے برقی میدان میں بلٹ- کہتے ہیں۔ جیسے جیسے پھیلاؤ بڑھتا جائے گا، برقی میدان کی طاقت بڑی سے بڑی ہوتی جائے گی، اور الیکٹرک فیلڈ سوراخوں کو P- قسم کے سلکان کی طرف دھکیل دے گی۔ سمت دھکا. آخر میں، الیکٹرک فیلڈ فورس اور ارتکاز کا فرق ایک توازن بناتا ہے، اس طرح ایک مستحکم PN جنکشن حاصل ہوتا ہے۔

اب آخری حصے کے لیے۔ پی این جنکشن بجلی کیسے پیدا کرتا ہے؟ سیمی کنڈکٹر کے طور پر، سلکان ایک اور اہم خاصیت رکھتا ہے۔ یعنی جب روشنی ہوتی ہے تو، سلیکون کی بیرونی تہہ میں موجود الیکٹران روشنی سے توانائی حاصل کرتے ہوئے آزاد الیکٹران بن جاتے ہیں اور ایک سوراخ کو اصل حالت میں چھوڑ کر ایک الیکٹران ہول جوڑا بناتے ہیں۔ اگر الیکٹران کے سوراخ کے جوڑوں کا یہ گروپ اس خطے میں پیدا ہوتا ہے جہاں PN جنکشن میں الیکٹرک فیلڈ بنایا گیا ہے، برقی فیلڈ فورس کے عمل کے تحت، سوراخ P خطے میں چلے جائیں گے، اور الیکٹران N خطے میں منتقل کریں۔ اس طرح، PN جنکشن میں ایک ممکنہ فرق پیدا ہو جائے گا۔ اگر ہم PN جنکشن کے دونوں سروں کو الیکٹروڈ سے جوڑتے ہیں اور پھر اسے آن کرتے ہیں تو ایک کرنٹ پیدا ہوگا۔

مندرجہ بالا شمسی خلیوں کی بجلی پیدا کرنے کا اصول ہے۔ اصول کافی آسان ہے، لیکن پیداواری عمل میں، بیٹری کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، بہت سے دوسرے عمل ہیں جن کو بہتر کرنے کی ضرورت ہے۔