குறைக்கடத்தி ஒளிமின்னழுத்த ஆற்றல் மாற்றிகள் (ஃபோட்டோசெல்கள்)

ஃபோட்டோசெல்ஸ் என்பது ஃபோட்டான்களின் ஆற்றலை மின்னோட்டத்தின் ஆற்றலாக மாற்ற வடிவமைக்கப்பட்ட மின்னணு சாதனங்கள்.

வரலாற்று ரீதியாக, நவீன போட்டோசெல்லின் முதல் முன்மாதிரி கண்டுபிடிக்கப்பட்டது அலெக்சாண்டர் ஜி. ஸ்டோலெடோவ் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில். வெளிப்புற ஒளிமின்னழுத்த விளைவு கொள்கையின் அடிப்படையில் செயல்படும் ஒரு சாதனத்தை அவர் உருவாக்குகிறார். முதல் சோதனை நிறுவல் ஒரு ஜோடி இணையான தட்டையான உலோகத் தாள்களைக் கொண்டிருந்தது, அவற்றில் ஒன்று ஒளியைக் கடந்து செல்ல கண்ணி மற்றும் மற்றொன்று திடமானது.

தாள்களுக்கு ஒரு நிலையான மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டது, இது 0 முதல் 250 வோல்ட் வரம்பில் சரிசெய்யப்படலாம். மின்னழுத்த மூலத்தின் நேர்மறை துருவமானது கட்ட மின்முனையுடன் இணைக்கப்பட்டது மற்றும் எதிர்மறை துருவம் திடத்துடன் இணைக்கப்பட்டது. ஒரு உணர்திறன் கால்வனோமீட்டர் திட்டத்தில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

ஒரு திடமான தாள் மின் வளைவில் இருந்து ஒளியால் ஒளிரும் போது, கால்வனோமீட்டர் ஊசி திசைதிருப்பப்பட்டது, டிஸ்க்குகளுக்கு இடையில் காற்று இருந்தபோதிலும், சுற்றுவட்டத்தில் ஒரு நேரடி மின்னோட்டம் உருவாக்கப்படுவதைக் குறிக்கிறது.சோதனையில், "ஃபோட்டோகரண்ட்" அளவு பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் மற்றும் ஒளியின் தீவிரம் இரண்டையும் சார்ந்துள்ளது என்று விஞ்ஞானி கண்டறிந்தார்.

நிறுவலை சிக்கலாக்கும் வகையில், ஸ்டோலெடோவ் ஒரு சிலிண்டருக்குள் மின்முனைகளை வைக்கிறார், அதில் இருந்து காற்று வெளியேற்றப்படுகிறது, மேலும் புற ஊதா ஒளி குவார்ட்ஸ் சாளரத்தின் மூலம் உணர்திறன் மின்முனைக்கு வழங்கப்படுகிறது. அதனால் அது திறந்திருந்தது புகைப்பட விளைவு.

இன்று, இந்த விளைவை அடிப்படையாகக் கொண்டு, அது செயல்படுகிறது ஒளிமின்னழுத்த மாற்றிகள்… அவை தனிமத்தின் மேற்பரப்பில் விழும் மின்காந்த கதிர்வீச்சுக்கு வினைபுரிந்து அதை வெளியீட்டு மின்னழுத்தமாக மாற்றுகின்றன. அத்தகைய மாற்றியின் உதாரணம் சூரிய மின்கலம்… அதே கொள்கை பயன்படுத்தப்படுகிறது ஒளிச்சேர்க்கை உணரிகள்.

ஒரு பொதுவான ஃபோட்டோசெல் இரண்டு கடத்தும் மின்முனைகளுக்கு இடையில் இணைக்கப்பட்ட உயர் எதிர்ப்பு ஒளிச்சேர்க்கைப் பொருளின் அடுக்கைக் கொண்டுள்ளது. சூரிய மின்கலங்களுக்கான ஒளிமின்னழுத்த பொருளாக, இது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது குறைக்கடத்தி, இது, முழுமையாக ஒளிரும் போது, ​​வெளியீட்டில் 0.5 வோல்ட் கொடுக்கும் திறன் கொண்டது.

உருவாக்கப்பட்ட ஆற்றலின் பார்வையில் இத்தகைய கூறுகள் மிகவும் திறமையானவை, ஏனெனில் அவை ஃபோட்டான் ஆற்றலின் நேரடியான ஒரு-படி பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கின்றன - மின்சாரத்தில்... சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், 28% செயல்திறன் அத்தகைய உறுப்புகளுக்கு விதிமுறை ஆகும்.

இங்கே, வேலை செய்யும் பொருளின் குறைக்கடத்தி கட்டமைப்பின் சீரற்ற தன்மை காரணமாக ஒரு தீவிர ஒளிமின்னழுத்த விளைவு ஏற்படுகிறது.வெவ்வேறு அசுத்தங்களுடன் பயன்படுத்தப்படும் குறைக்கடத்திப் பொருளை டோப்பிங் செய்வதன் மூலம், அதன் மூலம் ஒரு pn சந்திப்பை உருவாக்குவதன் மூலம் அல்லது வெவ்வேறு இடைவெளி அளவுகளுடன் குறைக்கடத்திகளை இணைப்பதன் மூலம் (எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் அணுக்களை விட்டு வெளியேறும் ஆற்றல்கள்)-இதனால் ஒரு ஹீட்டோரோஜங்க்ஷனைப் பெறுகிறது அல்லது அத்தகைய இரசாயனத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் இந்த ஒத்திசைவு பெறப்படுகிறது. ஒரு பேண்ட்கேப் சாய்வு-ஒரு தரப்படுத்தப்பட்ட-இடைவெளி அமைப்பு-உள்ளே தோன்றும் குறைக்கடத்தியின் கலவை. இதன் விளைவாக, கொடுக்கப்பட்ட தனிமத்தின் செயல்திறன் ஒரு குறிப்பிட்ட குறைக்கடத்தி கட்டமைப்பிற்குள் பெறப்பட்ட ஒத்திசைவற்ற பண்புகள் மற்றும் ஒளிக்கடத்தித்தன்மையைப் பொறுத்தது.

சூரிய மின்கலத்தில் ஏற்படும் இழப்புகளைக் குறைக்க, அவற்றின் உற்பத்தியில் பல விதிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. முதலாவதாக, குறைக்கடத்திகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றின் பேண்ட்கேப் சூரிய ஒளிக்கு உகந்ததாக இருக்கும், உதாரணமாக சிலிக்கான் மற்றும் காலியம் ஆர்சனைடு கலவைகள் இரண்டாவதாக, உகந்த ஊக்கமருந்து மூலம் கட்டமைப்பின் பண்புகள் மேம்படுத்தப்படுகின்றன. பன்முகத்தன்மை மற்றும் தரப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்புகளுக்கு முன்னுரிமை அளிக்கப்படுகிறது. அடுக்கின் உகந்த தடிமன், p-n- சந்திப்பின் ஆழம் மற்றும் தொடர்பு கட்டத்தின் சிறந்த அளவுருக்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

அடுக்கடுக்கான கூறுகளும் உருவாக்கப்படுகின்றன, அங்கு பல்வேறு அதிர்வெண் பட்டைகள் கொண்ட பல குறைக்கடத்திகள் வேலை செய்கின்றன, இதனால் ஒரு அடுக்கைக் கடந்து, ஒளி அடுத்ததாக நுழைகிறது, முதலியன ஃபோட்டோசெல்லின் தனிப் பிரிவிலிருந்து பகுதிகள் மாற்றப்படுகின்றன.

இன்று சந்தையில் மூன்று முக்கிய வகையான ஒளிமின்னழுத்த செல்கள் உள்ளன: மோனோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான், பாலிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் மற்றும் மெல்லிய படம்.மெல்லிய படலங்கள் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரியதாகக் கருதப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை தவறான ஒளிக்கு கூட உணர்திறன் கொண்டவை, வளைந்த பரப்புகளில் வைக்கப்படலாம், சிலிக்கான் போல உடையக்கூடியவை அல்ல, அதிக இயக்க வெப்பநிலையில் கூட பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

மேலும் பார்க்க: சூரிய மின்கலங்கள் மற்றும் தொகுதிகளின் செயல்திறன்