शोट्की जंक्शन सौर सेल
आधारभूत स्कॉटकी-जंक्शन (शॉट्की-बैरियर) सौर सेल में धातु और अर्धचालक के मध्य इंटरफेस चार्ज अलगाव के लिए आवश्यक बैंड झुकाव प्रदान करता है।[1] पारंपरिक सौर सेल पी-प्रकार अर्धचालक और एन-प्रकार अर्धचालक परतों से बने होते हैं जो अंतर्निर्मित वोल्टेज (पी-एन जंक्शन) के स्रोत का निर्माण करते हैं।[2] धातु के फर्मी स्तर और अर्धचालक के चालन बैंड के मध्य भिन्न-भिन्न ऊर्जा स्तरों के कारण एक मानक सौर सेल में p-n जंक्शन पर देखे गए चिकने बैंड संक्रमण के स्थान पर अचानक संभावित अंतर उत्पन्न होता है और यह शॉट्की बाधा है।[3] जबकि थर्मिओनिक उत्सर्जन की उच्च दर के प्रति संवेदनशील, शोट्की बैरियर सौर कोशिकाओं का निर्माण लागत प्रभावी और औद्योगिक रूप से मापनीय साबित होता है।[4]
जबकि, शोध से पता चला है कि धातु और अर्धचालकों के मध्य पतली इन्सुलेट परतें सौर सेल के प्रदर्शन में सुधार करती हैं, धातु-इन्सुलेटर-सेमीकंडक्टर शोट्की जंक्शन सौर कोशिकाओं में रुचि उत्पन्न करती हैं। एक पतली इन्सुलेट परत, जैसे कि सिलिकॉन डाइऑक्साइड, इस परत के माध्यम से अल्पसंख्यक वाहकों को सुरंग की संभावना की अनुमति देकर इलेक्ट्रॉन छेद | इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़ी पुनर्संयोजन और डार्क करंट (भौतिकी) की दरों को कम कर सकती है।[5] शोट्की-जंक्शन बैंड गैप में एक अशुद्धता ऊर्जा स्तर पेश करके सौर कोशिकाओं की दक्षता बढ़ाने का एक प्रयास है। यह अशुद्धता अधिक कम ऊर्जा फोटॉनों को अवशोषित कर सकती है, जो सेल की बिजली रूपांतरण दक्षता में सुधार करती है।[6] इस प्रकार के सौर सेल अधिक पारंपरिक फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की तुलना में बेहतर प्रकाश ट्रैपिंग और तेज वाहक परिवहन की अनुमति देते हैं।[7]
सामग्री प्रकार
Schottky जंक्शन सौर कोशिकाओं का निर्माण कई भिन्न-भिन्न प्रकार की सामग्री का उपयोग करके किया जा सकता है।
कैडमियम सेलेनाइड
एक सामग्री कैडमियम सेलेनाइड है।[8] प्रत्यक्ष बैंडगैप सेमीकंडक्टर के रूप में, सीडीएसई के पास आधुनिक तकनीक में कई अनुप्रयोग हैं। सौर कोशिकाओं में सीडीएसई का उपयोग करने वाले पिछले प्रयोगों के परिणामस्वरूप लगभग 0.72% की शक्ति-रूपांतरण दक्षता हुई।[8]लिआंग ली एट अल। एकल कैडमियम सेलेनाइड नैनोबेल्ट-ऑन-इलेक्ट्रोड का उपयोग करने का प्रस्ताव। यह विधि इलेक्ट्रॉन-बीम लिथोग्राफी, या ईबीएल का उपयोग करती है, जो स्कॉटकी जंक्शन सौर कोशिकाओं को विकसित करने के लिए एक अधिक कुशल संश्लेषण विधि प्रदान करती है। जबकि यह सामग्री अभी तक एक बड़ी बिजली-रूपांतरण दक्षता प्रदान नहीं करती है, लेकिन सरल निर्माण विधियों का आगमन नैनो इलेक्ट्रॉनिक्स |नैनो-इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में वादा दिखाता है।[8]कैडमियम सेलेनाइड कोशिकाओं की दक्षता बढ़ाने के लिए और शोध किया जा रहा है।
निकल ऑक्साइड
बल्क-हेटेरोजंक्शन सोलर सेल का निर्माण करते समय, पी-टाइप निकल ऑक्साइड एक प्रभावी एनोड परत है। एक विस्तृत बैंड-गैप सेमीकंडक्टर के रूप में इसका कार्य एनोड सतह को व्यवस्थित करने में मदद करता है, और अधिकतम फोटॉन प्रवाह को सक्रिय परत तक पहुंचने में मदद करता है। इस मामले में, एनआईओ मोटाई भी मापा गया था, और मोटाई बढ़ने से सेल दक्षता कम हो जाती है। इन कोशिकाओं में, निकेल ऑक्साइड पॉली (3,4-एथिलीनडाइऑक्साइथियोफेन) पॉलीस्टाइरीन सल्फोनेट, या पेडॉट: पीएसएस की जगह लेता है, जिसके परिणामस्वरूप सेल की स्थिरता बनाए रखते हुए प्रदर्शन में नाटकीय वृद्धि होती है। कैडमियम सेलेनाइड सेल की तुलना में, निकल डाइऑक्साइड कोशिकाएं 5.2% तक शक्ति-रूपांतरण दक्षता प्रदान करती हैं।[9]
गैलियम आर्सेनाइड
सही परिस्थितियों में, एक गैलियम आर्सेनाइड सेल लगभग 22% की दक्षता उत्पन्न कर सकता है। इसे MIS, या MOSFET | धातु-इन्सुलेटर-सेमीकंडक्टर माना जाता है, और फोटो-वर्तमान दमन को रोकने के लिए एक पतली ऑक्साइड परत की आवश्यकता होती है।[10]शेंग एस ली एट अल। पहली बार दिखाया कि बैंड गैप एनर्जी के बराबर एक प्रभावी बैरियर ऊंचाई को महसूस किया जा सकता है अगर पी-लेयर की मोटाई और डोपेंट डेंसिटी के साथ-साथ एन सब्सट्रेट में डोपेंट डेंसिटी को ठीक से चुना जाए।[10]
संदर्भ
- ↑ Tung, Raymond T. (2014). "शोट्की बैरियर हाइट का भौतिकी और रसायन". Applied Physics Reviews. 1 (1): 011304. Bibcode:2014ApPRv...1a1304T. doi:10.1063/1.4858400.
- ↑ Partain, Larry; Fraas, Lewis (2010). सौर सेल और उनके अनुप्रयोग. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.
- ↑ Landsberg, P.T.; Klimpe, C. (1977). "शॉटकी बैरियर सेल का सिद्धांत" (PDF). Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 354 (1676): 101–118. doi:10.1098/rspa.1977.0058. S2CID 97366390.
- ↑ Srivatava, S.; et al. (1980). "शोट्की बैरियर सोलर सेल की दक्षता". Physica Status Solidi A. 58 (2): 343–348. Bibcode:1980PSSAR..58..343S. doi:10.1002/pssa.2210580203.
- ↑ Pulfrey, David L. (1978). "MIS Solar Cells: A Review". IEEE Transactions on Electron Devices. 25 (11): 1308–1317. Bibcode:1978ITED...25.1308P. doi:10.1109/t-ed.1978.19271. S2CID 47296128.
- ↑ Luque, Antonio; Martí, Antonio (1997). "मध्यवर्ती स्तरों पर फोटॉन प्रेरित संक्रमणों द्वारा आदर्श सौर कोशिकाओं की दक्षता बढ़ाना". Physical Review Letters. 78 (26): 5014–5017. Bibcode:1997PhRvL..78.5014L. doi:10.1103/physrevlett.78.5014.
- ↑ Fan, Guifeng; Zhu, Hongwei; Wang, Kunlin; Wei, Jinquan; Li, Xinming; Shu, Qinke; Guo, Ning; Wu, Dehai (2011). "Graphene/Silicon Nanowire Schottky Junction for Enhanced Light Harvesting". ACS Applied Materials & Interfaces. 3 (3): 721–725. doi:10.1021/am1010354. PMID 21323376.
- ↑ 8.0 8.1 8.2 Li, Liang; Lu, Hao; Deng, Kaimo (3 Dec 2012). "सिंगल सीडीएसई नैनोबेल्ट-ऑन-इलेक्ट्रोड शोट्की जंक्शन सौर सेल". Journal of Materials Chemistry A. 1 (6): 2089–2093. doi:10.1039/C2TA00410K.
- ↑ Irwin, Michael D.; Buchholz, Bruce; Hains, Alexander W.; Chang, Robert P. H.; Marks, Tobin J. (26 Feb 2008). "पी-टाइप सेमीकंडक्टिंग निकेल ऑक्साइड पॉलीमर बल्क-हेटेरोजंक्शन सोलर सेल में दक्षता बढ़ाने वाली एनोड इंटरफेशियल परत के रूप में". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (8): 2783–2787. Bibcode:2008PNAS..105.2783I. doi:10.1073/pnas.0711990105. PMC 2268537.
- ↑ 10.0 10.1 Li, Sheng S. (Feb 1978). "एक उपन्यास MPN गैलियम आर्सेनाइड Schottky बाधा सौर सेल का सैद्धांतिक विश्लेषण". Solid-State Electronics. 21 (2): 435–438. Bibcode:1978SSEle..21..435L. doi:10.1016/0038-1101(78)90274-5.
अग्रिम पठन
- Memming, Rüdiger (2000). Semiconductor Electrochemistry (2 ed.). Wiley-VCH. pp. 26–38. doi:10.1002/9783527613069. ISBN 978-352731281-8. S2CID 30162712.
