سولر پینلز کے مختلف مواد کیا ہیں؟

جب سولر پینلز کی بات آتی ہے تو ہر کوئی ان سے واقف ہے۔ لیکن اگر آپ سولر پینلز کے مواد میں فرق کرنا چاہتے ہیں، تو وہ لوگ جو فوٹو وولٹک صنعت سے واقف نہیں ہیں ضروری نہیں کہ وہ بے خبر ہوں، کیونکہ اب بھی مختلف مواد کے درمیان نمایاں فرق موجود ہے۔ سولر پینلز کے مواد اور فرق کو زیادہ تیزی سے سمجھنے میں ہر ایک کی مدد کرنے کے لیے یہاں ایک سائنس کو مقبول بنانا ہے۔

اختلافات پر بحث کرنے سے پہلے، میں پہلے خام مال کے طور پر سلکان کی شکل کی وضاحت کرتا ہوں۔ سلیکون میں دو قسم کے ایلوٹروپس ہوتے ہیں: کرسٹل لائن اور بے ساختہ۔ کرسٹل لائن سلکان کو مزید مونوکرسٹل لائن سلکان اور پولی کرسٹل لائن سلکان میں تقسیم کیا گیا ہے۔ مونو کرسٹل لائن سلکان اور پولی کرسٹل لائن سلکان کے درمیان فرق بنیادی طور پر تشکیل شدہ ساخت پر منحصر ہے۔ جب پگھلا ہوا عنصری سلیکان مضبوط ہو جاتا ہے، تو سلیکان کے ایٹم ہیرے کی جالی کی شکل میں ترتیب دیے جاتے ہیں، جس سے بہت سے کرسٹل نیوکللی بنتے ہیں۔ اگر یہ کرسٹل نیوکلی ایک ہی کرسٹل طیارہ واقفیت کے ساتھ اناج میں بڑھتے ہیں (یعنی، ہر دانے میں ایک یکساں کرسٹل طیارہ ہوتا ہے، اور یہ دانے متوازی اور مل کر ہوتے ہیں)، مونوکریسٹل لائن سلکان بنتا ہے۔ اگر یہ کرسٹل نیوکلی مختلف کرسٹل واقفیت کے ساتھ دانوں میں بڑھتے ہیں، تو پولی کرسٹل لائن سلکان بنتا ہے، جس میں بہت ساری نجاستیں اور ساختی نقائص ہوتے ہیں۔

لہذا، جوہر میں، مونوکرسٹل لائن سلکان اور پولی کرسٹل لائن سلکان بنیادی طور پر ایک ہی مواد ہیں، دونوں میں ہیرے کی جالی، سخت اور ٹوٹنے والے کرسٹل، دھاتی چمک، اور بجلی چل سکتی ہے، لیکن ان کی چالکتا دھاتوں سے کم ہے اور درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتا ہے۔ ان میں سیمی کنڈکٹر خصوصیات ہیں اور یہ سیمی کنڈکٹر مواد ہیں۔ تاہم، کرسٹل کی ساخت اور ناپاک مواد میں فرق کی وجہ سے، کرسٹل کی ساخت مختلف ہے۔ اس کے نتیجے میں روشنی اور کرنٹ کی ترسیل کا اضطراری اشاریہ بھی مختلف ہوتا ہے۔ آئیے ذیل میں مخصوص خصوصیات پر ایک نظر ڈالیں۔

مونو کرسٹل لائن سلکان سولر سیلز مونو کرسٹل لائن سلکان ویفرز سے تیار کیے جاتے ہیں۔ مونوکرسٹل لائن سلکان مواد میں، سلکان ایٹموں کو خلا میں ایک منظم متواتر انداز میں ترتیب دیا جاتا ہے، جو طویل فاصلے تک ترتیب کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ ترتیب شمسی خلیوں کی تبدیلی کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے فائدہ مند ہے۔ فی الحال، مونو کرسٹل لائن سلکان سولر سیلز کی تبدیلی کی کارکردگی 14% -17% ہے، جو 24% تک پہنچ سکتی ہے۔ پیداواری عمل پختہ ہے، اور مصنوعات زیادہ تر گول مستطیل، سیاہ رنگ کی ہوتی ہیں، جس کی سطح پر کوئی نمونہ نہیں ہوتا ہے۔ وہ ایرو اسپیس اور ہائی ٹیک مصنوعات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ تاہم، مونو کرسٹل لائن سلکان سولر سیلز کی تیاری کا عمل پیچیدہ، وقت طلب، زیادہ توانائی کی کھپت کی ضرورت ہوتی ہے، اور اس پر زیادہ لاگت آتی ہے۔

پولی کرسٹل لائن سلکان سولر سیل پولی کرسٹل لائن سلکان میٹریل سے بنے ہوتے ہیں، جو بہت سے سنگل کرسٹل ذرات کے مجموعے ہوتے ہیں۔ ہر ایک کرسٹل ذرہ کا سائز اور کرسٹل واقفیت ایک دوسرے سے مختلف ہے۔ لہذا، کرسٹل ڈھانچے میں نقائص اور نجاستیں ہیں، جس کے نتیجے میں شمسی توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی تقریباً 13% سے 15% ہے، جو کہ 20% تک پہنچ سکتی ہے۔ مصنوعات زیادہ تر دائیں زاویہ مستطیل ہیں، رنگ میں نیلے، اور قریب سے معائنہ کرنے پر سطح پر پیٹرن کی طرح برف کے پھول ہیں. پولی کرسٹل لائن سلکان سولر سیلز میں پیداواری عمل کم ہوتے ہیں، پیداوار کا وقت کم ہوتا ہے اور مونو کرسٹل لائن سلکان مصنوعات کے مقابلے نسبتاً کم مینوفیکچرنگ لاگت ہوتی ہے، اس لیے ان کی مارکیٹ میں ایک اہم پوزیشن بھی ہے۔

بے ساختہ سلکان سولر سیل، کرسٹل لائن سلکان سولر سیل، بس۔ کیا آپ کے پاس شمسی خلیات ہیں جن کو کرسٹل لائن سلیکون کی ضرورت نہیں ہے؟ اس قسم کے سولر سیل کو امورفوس سلکان سولر سیل کہا جاتا ہے۔ بے ساختہ سلکان سولر سیلز ایک بہت ہی پتلی بے شکل سلکان فلم (تقریباً 1 ملی میٹر موٹی) کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جاتے ہیں، جس میں بہت کم سلکان مواد استعمال ہوتا ہے۔ سلکان سیمی کنڈکٹر پتلی فلمیں براہ راست بڑی شیشے کی پلیٹوں پر جمع کی جا سکتی ہیں۔ بے ساختہ سلکان کی تیاری کا عمل اور سازوسامان آسان ہیں، کم پیداواری وقت اور کم توانائی کی کھپت کے ساتھ، یہ بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہے۔ تاہم، اس کے برعکس، بے ساختہ سلکان سولر سیلز کی تبدیلی کی کارکردگی صرف 5% -8% ہے، جو کہ 13% تک پہنچ گئی ہے، جس میں قدرے کمزور استحکام اور واضح خرابیاں ہیں۔