سولر سیل مواد

شمسی خلیوں کے لیے بہت سے قسم کے مواد ہیں، بشمول بے ساختہ سلکان، پولی کرسٹل لائن سلکان، CdTe، CuInxGa (1-x) Se2 اور دیگر سیمی کنڈکٹرز، یا تین، پانچ اور چھ گروپوں کے عناصر جو ایک ساتھ جڑے ہوئے ہیں۔ مختصر یہ کہ وہ مواد جو روشنی کے بعد بجلی پیدا کرتا ہے وہ مواد ہے جو شمسی خلیات تلاش کرتے ہیں۔
الیکٹرک وہیکل سولر چارجنگ اسٹیشن بنیادی طور پر مختلف مینوفیکچرنگ عملوں اور طریقوں کے ذریعے روشنی کے رد عمل اور جذب کی جانچ کرتا ہے تاکہ توانائی کے وسیع فرق کو یکجا کرنے اور مختصر یا طویل طول موج کو مکمل جذب کرنے کی اجازت دینے کے لیے انقلابی پیش رفت حاصل کی جا سکے، تاکہ مواد کی لاگت کو کم کیا جا سکے۔
شمسی خلیوں کی اقسام بھی ہیں: سبسٹریٹ کی قسم یا پتلی فلم کی قسم۔ سبسٹریٹ کو سنگل کرسٹل قسم میں تقسیم کیا جا سکتا ہے یا تحلیل کے بعد پولی کرسٹل لائن بلاکس میں ٹھنڈا کیا جا سکتا ہے۔ پتلی فلم کی قسم عمارت کے ساتھ بہتر طور پر مل سکتی ہے. اگر گھماؤ یا لچکدار قسم یا فولڈ قسم ہے تو، مواد عام طور پر بے ساختہ سلکان ہوتا ہے۔ ایک قسم کی آرگینک یا نینو میٹریل ریسرچ اینڈ ڈیولپمنٹ بھی ہے، جو کہ اب بھی ممکنہ تحقیق اور ترقی ہے۔ لہذا، ہم نے شمسی خلیوں کی مختلف نسلوں کے بارے میں سنا ہے: سبسٹریٹ سلکان پر مبنی پہلی نسل، پتلی فلم کی دوسری نسل، نئے تصور کی تحقیق اور ترقی کی تیسری نسل، اور جامع فلمی مواد کی چوتھی نسل۔
شمسی خلیوں کی پہلی نسل میں سب سے طویل ترقی اور سب سے زیادہ پختہ ٹیکنالوجی ہے۔ اسے مونو کرسٹل لائن سلکان، پولی کرسٹل لائن سلکان اور بے ساختہ سلکان میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ درخواست کے لحاظ سے، مونوکرسٹل لائن سلکان اور پولی کرسٹل لائن سلکان زیادہ تھے۔
دوسری نسل کے پتلی فلم شمسی خلیات پتلی فلم کے عمل سے تیار کیے جاتے ہیں۔ پرجاتیوں کو Cadmium Telluride CdTe، Copper Indium Selenide CIS، Copper Indium Gallium Selenide CIGS، Gallium Arsenide GaAs میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔
تیسری نسل کی بیٹری اور پچھلی نسل کی بیٹری کے درمیان سب سے بڑا فرق مینوفیکچرنگ کے عمل میں نامیاتی مادے اور نینو ٹیکنالوجی کا تعارف ہے۔ فوٹو کیمیکل سولر سیل، ڈائی فوٹو سینسیٹیو سولر سیل، پولیمر سولر سیل، اور نانو کرسٹل لائن سولر سیلز ہیں۔
چوتھی نسل پتلی فلم کے لیے ملٹی لیئر ڈھانچہ بنانا ہے جو بیٹری سے روشنی جذب کرتی ہے۔
کچھ بیٹری مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی۔ نہ صرف ایک قسم کی بیٹری تیار کی جا سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، پولی سیلیکون کے عمل میں، سلکان کرسٹل پلیٹ کی قسم اور پتلی فلم کی قسم دونوں تیار کی جا سکتی ہیں۔
عام پولیمر سولر سیل مواد میں پولی وینیل کاربازول (PVK)، پولی ایسٹیلین (PA)، پولی فینیلین ونائلین (PPV) اور پولی تھیوفین (PTh) شامل ہیں۔
(1) پولی وینیل کاربازول (PVK)
فوٹو الیکٹرک سرگرمی والے پولیمر میں، PVK سب سے قدیم دریافت اور مکمل طور پر مطالعہ کیا گیا ہے۔ اس کے سائیڈ گروپ میں ایک بڑا الیکٹرانک کنجگیشن سسٹم ہے، جو الٹرا وایلیٹ روشنی کو جذب کر سکتا ہے۔ پرجوش الیکٹران ملحقہ کاربازول رِنگ سے بننے والے چارج کمپلیکس کے ذریعے آزادانہ طور پر منتقل ہو سکتے ہیں۔ وہ عام طور پر I2، SbCl3، trinitrofluorenone (TNF)، اور nitrostilbenebenzene derivative tetracyanoquinone (TCNQ) کے ساتھ ڈوپڈ ہوتے ہیں۔
(2) Polyacetylene (PA)
PA وہ الیکٹرانک پولیمر ہے جس کی اب تک کی سب سے زیادہ چالکتا کی پیمائش کی گئی ہے۔ اس کے پولیمرائزیشن کے طریقوں میں بنیادی طور پر شیراکاوا ینگشو طریقہ، نم طریقہ، ڈرہم طریقہ اور نایاب زمین کیٹلیٹک نظام شامل ہیں۔ ینگشو شیراکاوا زیگلر ناٹا کیٹیلیسٹ کا استعمال کرتے ہوئے اعلی ارتکاز کے ساتھ، یعنی TiOBu4-A1Et3، گیس فیز ایسٹیلین سے دھاتی چمک کے ساتھ سیلف سپورٹڈ پولی ایسٹیلین فلم تیار کرنے کے لیے؛ فلم پر مبنی مائع کرسٹل سبسٹریٹ پر بنتی ہے، اور PA فلم بھی انتہائی پر مبنی ہے۔ نارمن کے طریقہ کار کی خصوصیت یہ ہے کہ پولیمرائزیشن کیٹیلسٹ "اعلی درجہ حرارت پر بوڑھا" ہے، لہذا پولیمر کی مکینیکل خصوصیات اور استحکام نمایاں طور پر بہتر ہوا ہے۔
(3) پولی فینیلین وائنلین (PPV)
حالیہ برسوں میں، PPV مواد آپٹو الیکٹرانکس کے میدان میں سب سے زیادہ استعمال ہوتے ہیں اور ان میں ڈیوائس کی کارکردگی سب سے زیادہ ہے۔ اس کے جوڑنے والے ڈھانچے کی وجہ سے، مالیکیولر چین بہت سخت ہے، اکثر پگھلنا اور پگھلنا مشکل ہوتا ہے، اور عمل کرنا مشکل ہوتا ہے۔ حل پذیر پی پی وی حاصل کرنے کا طریقہ یہ ہے کہ بینزین کی انگوٹھی میں کم از کم ایک لمبی زنجیر والے الکین کو متعارف کرایا جائے۔ الکینز کی تعداد کم از کم 6 ہونی چاہیے۔ یہ بھی پایا گیا ہے کہ شاخوں والے متبادل کے ساتھ سیدھے الکینز کی گھلنشیلتا اسی کاربن نمبر والی سیدھی الکینز سے بہتر ہے۔ نمائندہ مواد MEH-PPV (MEH; 2-methoxy-5 (2'- ethylhexoxy)) ہے، جس میں اچھی حل پذیری ہے اور استعمال میں آسان ہے؛ ممنوعہ بینڈ کی چوڑائی 2.1eV ہے، جو نسبتاً اعتدال پسند ہے۔
(4) پولیتھیوفین (PT) مشتقات
تمام کنجوگیٹڈ پولیمر میں، پولیتھیوفین ایک بہت اچھا فوٹوولٹک مواد ہے۔ اس کے مناسب بینڈ گیپ اور ہائی ہول کی نقل و حرکت کی وجہ سے، یہ حالیہ برسوں میں نامیاتی فوٹو وولٹک مواد کے ریسرچ ہاٹ سپاٹ میں سے ایک بن گیا ہے۔ ان میں سے، فوٹو وولٹک ڈیوائسز جن میں علاقائی ساختہ پولی (3-ہیکسائل) تھیوفین (P3HT) اور حل پذیر C60 ڈیریویٹیو PCBM کی بلینڈ فلم ہے جو کہ فعال پرت کے طور پر حرارت کے علاج کے تحت سب سے زیادہ توانائی کے تبادلوں کی کارکردگی رکھتی ہے، اور توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی تقریباً 5 فیصد تک پہنچ گیا ہے۔ لہذا، نئے پولیتھیوفین مشتقات کے ڈیزائن اور ترکیب، پولی تھیوفین کی ساخت اور خصوصیات کے درمیان تعلق کا مطالعہ، اور ساختی ترمیم کے ذریعے پولی تھیوفین مشتق کی خصوصیات میں بہتری نے محققین کی توجہ مبذول کرائی ہے۔ فوٹو وولٹک مواد کے نقطہ نظر سے، ان پولیتھیوفین ڈیریویٹوز میں سب سے بنیادی خصوصیات ہونی چاہئیں: اچھی حل پذیری اور فلم کی تشکیل، وسیع جذب سپیکٹرم (خاص طور پر مرئی روشنی والے علاقے میں) اور اعلی کیریئر کی نقل و حرکت۔