திறனை வெளிப்படுத்துதல்: பிரகாசமான எதிர்காலத்திற்கான ஷாட்கி டையோடு சூரிய மின்கலங்கள்

சூரிய ஆற்றல் மாற்றத்தில் எப்போதும் அதிகரித்து வரும் செயல்திறனுக்கான தேடலானது பாரம்பரிய சிலிக்கான் அடிப்படையிலான pn சந்திப்பு சூரிய மின்கலங்களைத் தாண்டி ஆய்வுகளுக்கு வழிவகுத்தது. ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய அவென்யூ ஷாட்கி டையோடு சூரிய மின்கலங்களில் உள்ளது, இது ஒளியை உறிஞ்சுவதற்கும் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்வதற்கும் ஒரு தனித்துவமான அணுகுமுறையை வழங்குகிறது.

அடிப்படைகளைப் புரிந்துகொள்வது

பாரம்பரிய சூரிய மின்கலங்கள் pn சந்திப்பை நம்பியுள்ளன, அங்கு நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட (p-வகை) மற்றும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட (n-வகை) குறைக்கடத்திகள் சந்திக்கின்றன. இதற்கு மாறாக, ஷாட்கி டையோடு சூரிய மின்கலங்கள் உலோக-குறைக்கடத்தி சந்திப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது உலோகத்திற்கும் குறைக்கடத்திக்கும் இடையே உள்ள வெவ்வேறு ஆற்றல் மட்டங்களால் உருவாக்கப்பட்ட ஷாட்கி தடையை உருவாக்குகிறது. மின்கலத்தைத் தாக்கும் ஒளி எலக்ட்ரான்களைத் தூண்டி, இந்தத் தடையைத் தாண்டி, மின்னோட்டத்திற்கு பங்களிக்க அனுமதிக்கிறது.

ஷாட்கி டையோடு சூரிய மின்கலங்களின் நன்மைகள்

ஷாட்கி டையோடு சூரிய மின்கலங்கள் பாரம்பரிய pn சந்திப்பு செல்களை விட பல சாத்தியமான நன்மைகளை வழங்குகின்றன:

செலவு குறைந்த உற்பத்தி: ஷாட்கி செல்கள் பொதுவாக pn ஜங்ஷன் செல்களுடன் ஒப்பிடும்போது உற்பத்தி செய்வதற்கு எளிமையானவை, இது குறைந்த உற்பத்தி செலவுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

மேம்படுத்தப்பட்ட ஒளிப் பொறி: ஷாட்கி கலங்களில் உள்ள உலோகத் தொடர்பு, கலத்திற்குள் ஒளி பொறியை மேம்படுத்தி, மிகவும் திறமையான ஒளியை உறிஞ்சுவதற்கு அனுமதிக்கிறது.

வேகமான சார்ஜ் போக்குவரத்து: ஷாட்கி தடையானது புகைப்படத்தால் உருவாக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் வேகமான இயக்கத்தை எளிதாக்குகிறது, இது மாற்றும் திறனை அதிகரிக்கும்.

ஷாட்கி சூரிய மின்கலங்களுக்கான பொருள் ஆய்வு

ஷாட்கி சூரிய மின்கலங்களில் பயன்படுத்துவதற்கான பல்வேறு பொருட்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் தீவிரமாக ஆராய்ந்து வருகின்றனர்:

காட்மியம் செலினைடு (CdSe): தற்போதைய CdSe Schottky செல்கள் சுமார் 0.72% சுமாரான செயல்திறனை வெளிப்படுத்தும் அதே வேளையில், எலக்ட்ரான்-பீம் லித்தோகிராபி போன்ற புனையமைப்பு நுட்பங்களில் முன்னேற்றங்கள் எதிர்கால மேம்பாடுகளுக்கு உறுதியளிக்கின்றன.

நிக்கல் ஆக்சைடு (NiO): NiO, Schottky கலங்களில் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய p-வகைப் பொருளாக செயல்படுகிறது, 5.2% வரை செயல்திறனை அடைகிறது. அதன் பரந்த பேண்ட்கேப் பண்புகள் ஒளி உறிஞ்சுதல் மற்றும் ஒட்டுமொத்த செல் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

Gallium Arsenide (GaAs): GaAs Schottky செல்கள் 22%க்கும் அதிகமான செயல்திறனை வெளிப்படுத்தியுள்ளன. இருப்பினும், இந்த செயல்திறனை அடைவதற்கு துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆக்சைடு அடுக்குடன் கவனமாக வடிவமைக்கப்பட்ட உலோக-இன்சுலேட்டர்-செமிகண்டக்டர் (MIS) அமைப்பு தேவைப்படுகிறது.

சவால்கள் மற்றும் எதிர்கால திசைகள்

அவற்றின் திறன் இருந்தபோதிலும், ஷாட்கி டையோடு சூரிய மின்கலங்கள் சில சவால்களை எதிர்கொள்கின்றன:

மறுசீரமைப்பு: கலத்திற்குள் எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடிகளை மீண்டும் இணைப்பது செயல்திறனைக் குறைக்கும். இத்தகைய இழப்புகளைக் குறைக்க கூடுதல் ஆராய்ச்சி தேவை.

தடை உயர உகப்பாக்கம்: ஷாட்கி தடை உயரம் செயல்திறனை கணிசமாக பாதிக்கிறது. திறமையான சார்ஜ் பிரிப்பிற்கான உயர் தடை மற்றும் குறைந்தபட்ச ஆற்றல் இழப்புக்கான குறைந்த தடை ஆகியவற்றுக்கு இடையே உகந்த சமநிலையைக் கண்டறிவது முக்கியமானது.

முடிவுரை

ஷாட்கி டையோடு சூரிய மின்கலங்கள் சூரிய ஆற்றல் மாற்றத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்துவதற்கான அபரிமிதமான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. அவற்றின் எளிமையான புனையமைப்பு முறைகள், மேம்படுத்தப்பட்ட ஒளி உறிஞ்சுதல் திறன்கள் மற்றும் வேகமான சார்ஜ் போக்குவரத்து வழிமுறைகள் ஆகியவை அவற்றை நம்பிக்கைக்குரிய தொழில்நுட்பமாக ஆக்குகின்றன. பொருள் உகப்பாக்கம் மற்றும் மறுசீரமைப்பு தணிப்பு உத்திகளை ஆராய்ச்சி ஆழமாக ஆராய்வதால், சுத்தமான ஆற்றல் உற்பத்தியின் எதிர்காலத்தில் ஷாட்கி டையோடு சூரிய மின்கலங்கள் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வீரராக வெளிப்படும் என்று எதிர்பார்க்கலாம்.