2022-12-22
Photovoltaics သည် အက်တမ်အဆင့်တွင် အလင်းမှ လျှပ်စစ်သို့ တိုက်ရိုက်ပြောင်းလဲခြင်း ဖြစ်သည်။ အချို့သောပစ္စည်းများသည် အလင်း၏ဖိုတွန်ကို စုပ်ယူစေပြီး အီလက်ထရွန်များကို ထုတ်လွှတ်စေသည့် photoelectric effect ဟုခေါ်သည့် ပိုင်ဆိုင်မှုကို ပြသသည်။ ဤလွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များကို ဖမ်းယူလိုက်သောအခါတွင် လျှပ်စစ်စီးကြောင်းတစ်ခုသည် လျှပ်စစ်အဖြစ်အသုံးပြုနိုင်သည်။
ဓာတ်ပုံလျှပ်စစ်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ပြင်သစ်ရူပဗေဒပညာရှင် Edmund Bequerel က 1839 ခုနှစ်တွင် ပထမဆုံးတွေ့ရှိခဲ့ပြီး အချို့သောပစ္စည်းများသည် အလင်းနှင့်ထိတွေ့သောအခါ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းအနည်းငယ်ထွက်လာသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ 1905 ခုနှစ်တွင် Albert Einstein သည် အလင်း၏သဘောသဘာဝနှင့် photovoltaic နည်းပညာကိုအခြေခံသည့် photoelectric effect ကိုဖော်ပြခဲ့ပြီး နောက်ပိုင်းတွင် ရူပဗေဒနိုဘယ်ဆုရခဲ့သည်။ ပထမဆုံး photovoltaic module ကို 1954 ခုနှစ်တွင် Bell Laboratories မှတည်ဆောက်ခဲ့သည်။ ၎င်းကို ဆိုလာဘက်ထရီအဖြစ် ကောက်ခံခဲ့ပြီး ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုရန် အလွန်စျေးကြီးသောကြောင့် စူးစမ်းလိုစိတ်တစ်ခုသာဖြစ်သည်။ 1960 ခုနှစ်များတွင် အာကာသစက်မှုလုပ်ငန်းသည် အာကာသယာဉ်ပေါ်တွင် ပါဝါထောက်ပံ့ရန် နည်းပညာကို ပထမဆုံးအလေးအနက်ထားအသုံးပြုလာခဲ့သည်။ အာကာသပရိုဂရမ်များမှတစ်ဆင့် နည်းပညာတိုးတက်လာပြီး ၎င်း၏ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ထူထောင်ကာ ကုန်ကျစရိတ်များ စတင်ကျဆင်းလာခဲ့သည်။ 1970 ခုနှစ်များအတွင်း စွမ်းအင်အကျပ်အတည်းကာလအတွင်း၊ အာကာသမဟုတ်သော အသုံးချပရိုဂရမ်များအတွက် ပါဝါအရင်းအမြစ်တစ်ခုအဖြစ် photovoltaic နည်းပညာကို အသိအမှတ်ပြုခဲ့သည်။
အထက်ဖော်ပြပါ ပုံကြမ်းသည် ဆိုလာဆဲလ်ဟုလည်း ခေါ်သော အခြေခံ photovoltaic cell ၏ လုပ်ဆောင်မှုကို သရုပ်ဖော်သည်။ ဆိုလာဆဲလ်များကို မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ်လုပ်ငန်းတွင် အသုံးပြုသည့် ဆီလီကွန်ကဲ့သို့သော တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အမျိုးအစားများနှင့် ပြုလုပ်ထားသည်။ ဆိုလာဆဲလ်များအတွက်၊ ပါးလွှာသော semiconductor wafer ကို လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခုအဖြစ် ဖန်တီးထားပြီး၊ တစ်ဖက်တွင် အပြုသဘောဆောင်ကာ အခြားတစ်ဖက်တွင် အနုတ်လက္ခဏာအဖြစ် အထူးပြုထားသည်။ အလင်းစွမ်းအင်သည် ဆိုလာဆဲလ်ကို တိုက်ခိုက်သောအခါ၊ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပစ္စည်းရှိ အက်တမ်များမှ အီလက်ထရွန်များ ပြုတ်ထွက်သွားသည်။ လျှပ်စစ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် အပြုသဘောဆောင်သော အနှုတ်လက္ခဏာဆောင်သော ဘက်များနှင့် တွဲလျက် လျှပ်စစ်ပတ်လမ်းတစ်ခုအဖြစ် ဖြစ်ပေါ်လာပါက၊ အီလက်ထရွန်များကို လျှပ်စစ်စီးကြောင်းပုံစံဖြင့် ဖမ်းယူနိုင်သည် - ဆိုလိုသည်မှာ လျှပ်စစ်ဖြစ်သည်။ ထို့နောက် ဤလျှပ်စစ်ဓာတ်အား အလင်း သို့မဟုတ် ကိရိယာကဲ့သို့သော ဝန်ကို ပါဝါပေးရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်သည်။ ဆိုလာဆဲလ်များစွာကို တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ချိတ်ဆက်ကာ ပံ့ပိုးဖွဲ့စည်းပုံ သို့မဟုတ် ဖရိန်တစ်ခုတွင် တပ်ဆင်ထားသော ဆိုလာဆဲလ်များကို photovoltaic module ဟုခေါ်သည်။ မော်ဂျူးများသည် အများအားဖြင့် 12 ဗို့စနစ်ကဲ့သို့ အချို့သော ဗို့အားတစ်ခုတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ထောက်ပံ့ပေးရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ လက်ရှိထုတ်လုပ်လိုက်သော ပမာဏသည် မော်ဂျူးအား အလင်းရောင်မည်မျှ ထိမှန်သည်အပေါ် တိုက်ရိုက်မူတည်ပါသည်။ |
|
|
ယနေ့ခေတ်အသုံးအများဆုံး PV စက်ပစ္စည်းများသည် PV ဆဲလ်ကဲ့သို့သော တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအတွင်း လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခုဖန်တီးရန် တစ်ခုတည်းသောလမ်းဆုံ သို့မဟုတ် မျက်နှာပြင်ကို အသုံးပြုသည်။ single-junction PV cell တွင်၊ ဆဲလ်ပစ္စည်း၏ band gap ထက် စွမ်းအင်ညီမျှသော သို့မဟုတ် ပိုကြီးသော ဖိုတွန်များသာ လျှပ်စစ်ပတ်လမ်းအတွက် အီလက်ထရွန်ကို လွတ်ပေးနိုင်သည်။ တစ်နည်းအားဖြင့်ဆိုရသော် စုပ်ယူသည့်ပစ္စည်း၏ လှိုင်းကွာဟချက်အထက်တွင်ရှိသော စွမ်းအင်သည် နေ၏ရောင်စဉ်အပိုင်းတစ်ပိုင်းသာဖြစ်ပြီး စွမ်းအင်နိမ့် ဖိုတွန်များကို အသုံးမပြုပါ။ ဤကန့်သတ်ချက်ကို ဖြတ်ကျော်ရန် နည်းလမ်းတစ်ခုမှာ ဗို့အားတစ်ခုထုတ်လုပ်ရန်အတွက် တစ်ခုထက်ပိုသော bandကွာဟမှုနှင့် လမ်းဆုံတစ်ခုထက်ပိုသော မတူညီသောဆဲလ်နှစ်ခု (သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပို၍) ကိုအသုံးပြုရန်ဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့ကို "multijunction" ဆဲလ်များ ("cascade" သို့မဟုတ် "tandem" ဆဲလ်များဟုလည်းရည်ညွှန်းသည်။ Multijunction ကိရိယာများသည် အလင်း၏ စွမ်းအင်ရောင်စဉ်ကို လျှပ်စစ်အဖြစ်သို့ ပိုမိုပြောင်းလဲနိုင်သောကြောင့် စုစုပေါင်းကူးပြောင်းမှုစွမ်းဆောင်ရည် ပိုမိုမြင့်မားစွာ ရရှိနိုင်သည်။ အောက်တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ multijunction device သည် band gap ၏ ကြီးစဉ်ငယ်လိုက် အစီအစဥ်တစ်ခုစီတွင် တစ်ခုချင်း-လမ်းဆုံဆဲလ်များ အစုအဝေးတစ်ခုဖြစ်သည်။ ထိပ်ဆဲလ်သည် စွမ်းအင်မြင့် ဖိုတွန်များကို ဖမ်းယူပြီး ကျန်ဖိုတွန်များကို အောက်ခြေ-တန်း-ကွာဟသည့်ဆဲလ်များက စုပ်ယူရန် ဖြတ်သန်းသည်။ |
ယနေ့ခေတ် multijunction cells မှ သုတေသနပြုမှု အများစုသည် အစိတ်အပိုင်းဆဲလ်များ၏ တစ်ခု (သို့မဟုတ်) အားလုံးကို တစ်ခုအဖြစ် gallium arsenide ကို အာရုံစိုက်သည်။ ထိုဆဲလ်များသည် စုစည်းနေရောင်ခြည်အောက်တွင် 35% ခန့် ထိရောက်မှုရှိသည်။ Multijunction စက်များအတွက် လေ့လာသော အခြားပစ္စည်းများမှာ amorphous silicon နှင့် copper indium diselenide တို့ဖြစ်သည်။
ဥပမာအနေဖြင့်၊ အောက်ဖော်ပြပါ ဘက်စုံသုံးကိရိယာသည် ဆဲလ်များကြားရှိ အီလက်ထရွန်များ စီးဆင်းမှုနှင့် gallium arsenide ၏အောက်ခြေဆဲလ်တစ်ခုအား ကူညီပေးရန်အတွက် "ဥမင်လမ်းဆုံတစ်ခု" ၏ထိပ်ဆဲလ်တစ်ခုကို အသုံးပြုသည်။