सौर कोशिकाओं और मॉड्यूल की क्षमता

हर साल, ऊर्जा की कमी और पर्यावरण प्रदूषण की समस्याएँ बद से बदतर होती जा रही हैं: जीवाश्म संसाधन समाप्त हो रहे हैं, और बिजली की मानव खपत लगातार बढ़ रही है। इस संदर्भ में, यह आश्चर्यजनक नहीं है कि वैज्ञानिक बिजली पैदा करने के वैकल्पिक तरीकों में सुधार करना जारी रखते हैं।

अन्य स्वच्छ स्रोतों के साथ-साथ हवा, ज्वार, समुद्री लहरें, पृथ्वी की गर्मी और अन्य, अपना महत्व नहीं खोते हैं और सौर ऊर्जा संयंत्र, परंपरागत रूप से फोटोवोल्टिक कोशिकाओं पर आधारित बैटरी से निर्मित। सौर कोशिकाओं के लिए मुख्य आवश्यकता उच्चतम संभव दक्षता है, सौर विकिरण के बिजली में रूपांतरण की उच्चतम संभव दक्षता है।

सौर कोशिकाओं के साथ पकड़ यह है कि हालांकि विकिरण प्रवाह (सूर्य से विकिरण और पृथ्वी तक पहुंचने) में 1400 डब्ल्यू / एम 2 के क्षेत्र में वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर एक विशिष्ट शक्ति होती है, फिर भी पृथ्वी की सतह के निकट बादल मौसम में यूरोपीय महाद्वीप में यह केवल 100 W / sq.m निकला। और उससे भी कम।

एक सौर सेल, मॉड्यूल, सरणी की क्षमता - सेल, मॉड्यूल, बैटरी के क्रमशः सौर ऊर्जा फ्लक्स घनत्व प्रति क्षेत्र के उत्पाद के लिए सौर सेल, मॉड्यूल, बैटरी के विद्युत उत्पादन का अनुपात।

सौर ऊर्जा संयंत्र की क्षमता - सतह पर एक ही समय अंतराल के दौरान प्राप्त सौर ऊर्जा से उत्पन्न विद्युत ऊर्जा का अनुपात, जो सूर्य की किरणों के लिए सामान्य विमान पर सौर ऊर्जा संयंत्र के क्षेत्र के प्रक्षेपण का गठन करता है .

सबसे लोकप्रिय सौर पैनल आज 9 से 24% की दक्षता के साथ सूर्य की किरणों से बिजली निकालना संभव बनाते हैं। ऐसी बैटरी की औसत कीमत लगभग 2 यूरो प्रति वाट है, जबकि फोटोवोल्टिक कोशिकाओं से बिजली के औद्योगिक उत्पादन की लागत आज 0.25 यूरो प्रति kWh है। इस बीच, यूरोपीय फोटोवोल्टिक एसोसिएशन ने भविष्यवाणी की है कि 2021 तक औद्योगिक रूप से उत्पन्न "सौर" बिजली की लागत € 0.1 प्रति kWh तक गिर जाएगी।

दुनिया भर के वैज्ञानिक उनकी दक्षता में सुधार करने की कोशिश कर रहे हैं photocells... हर साल विभिन्न संस्थानों से खबरें आती हैं, जहां बार-बार वैज्ञानिक रिकॉर्ड दक्षता के साथ सौर मॉड्यूल, एक नई रासायनिक संरचना के आधार पर सौर मॉड्यूल, अधिक कुशल सांद्रता वाले सौर मॉड्यूल आदि बनाने का प्रबंधन करते हैं।

स्पेक्ट्रोलैब द्वारा 2009 में पहली उच्च दक्षता वाली सौर कोशिकाओं का सार्वजनिक रूप से प्रदर्शन किया गया था। तब कोशिकाओं की दक्षता 41.6% तक पहुंच गई, जबकि उसी समय 2011 में 39% की दक्षता के साथ सौर कोशिकाओं के औद्योगिक उत्पादन की शुरुआत की घोषणा की गई। परिणामस्वरूप, 2016 में स्पेक्ट्रोलैब ने सौर पैनलों का उत्पादन शुरू किया अंतरिक्ष यान के लिए 30, 7% की दक्षता।

2011 मेंकैलिफ़ोर्निया स्थित सोलर जंक्शन ने 5.5 मिमी गुणा 5.5 मिमी सौर सेल के साथ 43.5% की उच्च दक्षता हासिल की, जो हाल ही में स्पेक्ट्रोलैब द्वारा निर्धारित रिकॉर्ड को पार कर गया। बहु-स्तरित त्रि-स्तरीय तत्वों को एक संयंत्र में निर्मित करने की योजना बनाई गई थी, जिसके निर्माण के लिए ऊर्जा मंत्रालय से ऋण की आवश्यकता थी।

सन सिम्बा सोलर सिस्टम जिसमें शामिल है ऑप्टिकल सांद्रकऔर 26 से 30% की दक्षता के साथ, रोशनी और प्रकाश की घटना के कोण के आधार पर, कनाडाई कंपनी मॉर्गन सोलर द्वारा 2012 में प्रस्तुत किया गया था। तत्वों में गैलियम आर्सेनाइड, जर्मेनियम और प्लेक्सीग्लास शामिल थे। इस विकास ने एक विधवा को पारंपरिक सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की दक्षता बढ़ाने की अनुमति दी।

इंडियम, गैलियम और आर्सेनाइड पर आधारित तीव्र त्रयी कोशिकाएं, 4 से 4 मिमी मापती हैं, 44.4% की दक्षता दिखाती हैं। उन्हें 2013 में प्रदर्शित किया गया था। लेकिन उसी वर्ष, फ्रांसीसी कंपनी सोइटेक ने बर्लिन केंद्र के साथ मिलकर काम किया। हेल्महोल्ट्ज और फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर सोलर एनर्जी सिस्टम्स के विशेषज्ञों ने एक फ्रेस्नेल लेंस फोटोकेल का विकास पूरा कर लिया है।

इसकी दक्षता 44.7% है। और एक साल बाद, 2014 में, फ्राउनहोफर संस्थान ने फिर से फ्रेस्नेल लेंस तत्व पर 46% की दक्षता प्राप्त की। सौर सेल संरचना में चार जंक्शन होते हैं: इंडियम गैलियम फॉस्फेट, गैलियम आर्सेनाइड, गैलियम इंडियम आर्सेनाइड और इंडियम फॉस्फेट।

सेल के निर्माता दावा करते हैं कि फ्रेस्नेल लेंस (16 वर्ग सेमी प्रत्येक) और अल्ट्रा-कुशल प्राप्त करने वाले फोटोकल्स (केवल 7 वर्ग मिमी प्रत्येक) सहित 52 मॉड्यूल वाली बैटरी, सिद्धांत रूप में, 230 सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित कर सकती है ... .

हमारे पास अभी जो सबसे आशाजनक विकल्प है, विश्लेषक निकट भविष्य में फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के निर्माण को लगभग 85% की दक्षता के साथ देखते हैं, जो सूर्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण (आखिरकार, सूर्य के प्रकाश) के कारण होने वाले वर्तमान को सही करने के सिद्धांत पर काम कर रहे हैं। कुछ नैनोमीटर के आकार के साथ एक छोटे नैनोएन्टेना पर लगभग 500 THz की आवृत्ति वाली विद्युत चुम्बकीय तरंग है)।