সৌর প্যানেলের বিদ্যুৎ উৎপাদন নীতি

সূর্যের আলো সেমিকন্ডাক্টর পিএন জংশনের উপর পড়লে একটি নতুন হোল-ইলেকট্রন জোড় তৈরি হয়। পিএন জংশনের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে হোলটি পি অঞ্চল থেকে এন অঞ্চলে এবং ইলেকট্রনটি এন অঞ্চল থেকে পি অঞ্চলে প্রবাহিত হয়। যখন বর্তনীটি সংযুক্ত করা হয়, তখন তড়িৎ প্রবাহ উৎপন্ন হয়। এভাবেই ফটোইলেকট্রিক এফেক্ট সোলার সেল কাজ করে।

সৌর বিদ্যুৎ উৎপাদন দুই প্রকারের হয়, একটি হলো আলো-তাপ-বিদ্যুৎ রূপান্তর পদ্ধতি এবং অন্যটি হলো সরাসরি আলো-বিদ্যুৎ রূপান্তর পদ্ধতি।

(1) আলোক-তাপ-বিদ্যুৎ রূপান্তর পদ্ধতিতে সৌর বিকিরণ দ্বারা উৎপন্ন তাপ শক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়। সাধারণত, শোষিত তাপ শক্তি সৌর সংগ্রাহকের মাধ্যমে কার্যকারী মাধ্যমের বাষ্পে রূপান্তরিত হয় এবং তারপরে স্টিম টারবাইন চালিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়। পূর্ববর্তী প্রক্রিয়াটি হলো আলোক-তাপ রূপান্তর প্রক্রিয়া; পরবর্তী প্রক্রিয়াটি হলো তাপ-বিদ্যুৎ রূপান্তর প্রক্রিয়া।

(2) আলোক-বৈদ্যুতিক প্রভাব ব্যবহার করে সৌর বিকিরণ শক্তিকে সরাসরি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করা হয়। আলোক-বৈদ্যুতিক রূপান্তরের মৌলিক যন্ত্র হলো সৌর কোষ। সৌর কোষ এমন একটি যন্ত্র যা আলোক-উৎপাদন ভোল্টেজ প্রভাবের কারণে সৌর আলোক শক্তিকে সরাসরি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। এটি একটি সেমিকন্ডাক্টর ফটোডায়োড। যখন সূর্যের আলো ফটোডায়োডের উপর পড়ে, তখন ফটোডায়োড সৌর আলোক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ তৈরি করে। যখন অনেকগুলো কোষকে শ্রেণি বা সমান্তরালে সংযুক্ত করা হয়, তখন তুলনামূলকভাবে বেশি আউটপুট ক্ষমতা সম্পন্ন সৌর কোষের একটি বর্গাকার অ্যারে তৈরি করা যায়।

বর্তমানে, ক্রিস্টালাইন সিলিকন (পলিসিলিকন এবং মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন সহ) হলো সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফটোভোল্টাইক উপাদান, যার বাজার অংশ ৯০%-এরও বেশি এবং ভবিষ্যতে দীর্ঘ সময়ের জন্য এটি সৌর কোষের প্রধান উপাদান হিসেবেই থাকবে।

দীর্ঘদিন ধরে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, জাপান ও জার্মানির মতো ৩টি দেশের ৭টি কোম্পানির ১০টি কারখানা পলিসিলিকন সামগ্রীর উৎপাদন প্রযুক্তি নিয়ন্ত্রণ করে আসছে, যা একটি প্রযুক্তিগত অবরোধ ও বাজার একচেটিয়া আধিপত্য তৈরি করেছে।

পলিসিলিকনের চাহিদা প্রধানত সেমিকন্ডাক্টর এবং সোলার সেল থেকে আসে। বিশুদ্ধতার বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, একে ইলেকট্রনিক লেভেল এবং সোলার লেভেলে ভাগ করা হয়। এর মধ্যে, ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনের পরিমাণ প্রায় ৫৫% এবং সোলার লেভেল পলিসিলিকনের পরিমাণ ৪৫%।

ফটোভোল্টাইক শিল্পের দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে, সেমিকন্ডাক্টর পলিসিলিকনের বিকাশের চেয়ে সৌর কোষে পলিসিলিকনের চাহিদা দ্রুতগতিতে বাড়ছে এবং আশা করা হচ্ছে যে ২০০৮ সালের মধ্যে সৌর পলিসিলিকনের চাহিদা ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনের চাহিদাকে ছাড়িয়ে যাবে।

১৯৯৪ সালে বিশ্বে সৌর কোষের মোট উৎপাদন ছিল মাত্র ৬৯ মেগাওয়াট, কিন্তু ২০০৪ সালে তা বেড়ে প্রায় ১২০০ মেগাওয়াটে পৌঁছায়, যা মাত্র ১০ বছরে ১৭ গুণ বৃদ্ধি। বিশেষজ্ঞরা পূর্বাভাস দিয়েছেন যে, একবিংশ শতাব্দীর প্রথমার্ধে সৌর ফটোভোল্টাইক শিল্প অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ মৌলিক শক্তির উৎস হিসেবে পারমাণবিক শক্তিকে ছাড়িয়ে যাবে।