|
[[चित्र:Photovoltaic panel at the National Solar Energy Center in Israel.jpg|thumb|एक पैनल में पीवी (PV) कोशिकाएं.]]
सौर पैनल फोटोवोल्टिक प्रभाव (यह प्रकाश-विद्युत् प्रभाव है) के माध्यम से विद्युत् उत्पादन करने के लिए सूर्य से प्राप्त प्रकाश ऊर्जा ([[फोटॉन]]) का उपयोग करते हैं। एक मॉड्यूल का संरचनात्मक (भार वहन करने वाले) सदस्य या तो शीर्ष परत ([[अधिस्तर]]) या पिछला स्तर ([[अधःस्तर]]) हो सकता है। अधिकांश मॉड्यूल वेफ़र-आधारित क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल या कैडमियम टेल्युराइड या सिलिकॉन आधारित एक पतली-झिल्ली वाली सेल का प्रयोग करती हैं। क्रिस्टलीय सिलिकॉन, जिसे आमतौर पर फोटोवोल्टिक (PV) मॉड्युलों में वेफ़र के रूप में प्रयोग किया जाता, सिलिकॉन से प्राप्त होता है, जो आम तौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला अर्द्ध-चालक होता है।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में सेलों (बैटरियों) का उपयोग करने के लिए, उन्हें:
* विद्युतीय रूप से एक-दूसरे से एवं शेष प्रणाली से संयोजित किया जाना चाहिए
* विनिर्माण, परिवहन, स्थापना और उपयोग (विशेष रूप से [[ओले]], पवन एवं हिमपात के विरुद्ध) के दौरान यांत्रिक क्षति से सुरक्षा प्रदान करना चाहिए। यह विशेष रूप से वेफ़र-आधारित सिलिकॉन बैटरियों के लिए महत्वपूर्ण होती है जो [[भंगुर]] होते हैं।
* नमी से सुरक्षा प्रदान करना चाहिए, जो धातु के संपर्कों से संक्षारित होते हैं और परस्पर संयोजित होते हैं, (और [[पतली-झिल्ली]] वाली सेलों (बैटरियों) के लिए [[पारदर्शी सुचालक ऑक्साइड]] [[परत]]) इस प्रकार प्रदर्शन और जीवनकाल में कमी लाते हैं।
अधिकांश मॉड्यूल आमतौर पर कठोर होते हैं, लेकिन पतली झिल्लियों वाली सेलों (बैटरियों) पर आधारित कुछ लचीले मॉड्यूल उपलब्ध होते हैं।
एक वांछित विद्युत आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए [[श्रेणियों]] में विद्युत् संयोजन किये जाते हैं और/या एक वांछित परिमाण में विद्युत् स्रोत क्षमता प्रदान करने के लिए [[समानांतर]] रूप में विद्युत् संयोजन किये जाते हैं।
आंशिक छायांकन की स्थिति में सेलों (बैटरियों) को अत्यधिक गर्म होने से बचाने के लिए [[डायोडों]] को शामिल किया जाता है। चूंकि सेल (बैटरी) के तापन (गर्म करने) से परिचालन संबंधी कार्यक्षमता में कमी होती है तापन कम से कम करना वांछनीय है। बहुत कम मॉड्यूल तापमान कम करने के लिए किसी डिजाइन विशेषताओं को अपनाते हैं, हालांकि संस्थापक मॉड्यूल के पीछे अच्छा संवातन प्रदान करने की कोशिश करते हैं।<ref>http://www.kpsec.freeuk.com/components/diode.htm</ref>
मॉड्यूल के नए डिजाइनों में [[संकेंद्रक]] मॉड्यूल्स शामिल होते हैं जिसमें प्रकाश को [[लेंसों]] या दर्पणों की एक शृंखलाओं के द्वारा छोटी बैटरियों की एक शृंखलाओं में संकेंद्रित किया जाता है। यह प्रतिस्पर्द्धात्मक-लागत के रूप में प्रति इकाई क्षेत्र ([[गैलियम आर्सेनाइड]] के जैसा) एक बहुत उच्च-लागत के साथ बैटरियों के उपयोग की अनुमति प्रदान करता है।
निर्माण पर निर्भर करते हुए, फोटोवोल्टिक प्रकाश की विभिन्न किस्म की [[आवृत्तियों]] को शामिल कर सकता है और उनसे विद्युत् का उत्पादन कर सकता है, लेकिन कभी-कभी संपूर्ण सौर वर्णक्रम (विशेष रूप से, [[पराबैंगनी]], [[अवरक्त]] और निम्न या [[विसरित प्रकाश]]) को शामिल नहीं कर सकता है। इसलिए अधिकांश घटनाओं में सौर पैनलों के लिए इस्तेमाल किये जाने पर [[सूर्य के प्रकाश]] से प्राप्त ऊर्जा बर्बाद हो जाती है, हालांकि एकरंगा प्रकाश के द्वारा प्रकाशित करने पर वे कहीं अधिक उच्चतर आवृत्तियां दे सकती हैं। डिजाइन संबंधी एक अन्य अवधारणा प्रकाश को विभिन्न तरंग दैर्ध्य श्रेणियों में विभाजित करना एवं और किरण पुंज को उपयुक्त तरंग दैर्ध्य श्रेणियों अनुसार निर्मित विभिन्न बैटरियों में भेजना है।<ref>[http://www.arpa.mil/sto/smallunitops/vhesc.html एसटीओ (STO): बहुत उच्च कुशल सौर सेल]</ref> इससे दक्षता में 50% तक की वृद्धि होने का अनुमान है। इसके अलावा, [[अवरक्त फोटोवोल्टिक सेलों]] के उपयोग से रात में विद्युत् के उत्पादन के द्वारा क्षमता में वृद्धि हो सकती है।
[[सूर्य के प्रकाश की रूपांतरण दर]] (मॉड्यूल क्षमताएं) वाणिज्यिक उत्पादन (सौर पैनल) में 5-18% तक भिन्न हो सकती है, जो सेल रूपांतरण से कम हो सकती हैं।
कुशल सौर ऊर्जा मॉड्यूल में बाजार का मौजूदा नेता [[सन पावर]] (SunPower) है, जिनके सौर पैनलों के रूपांतरण का अनुपात 19.3% है,<ref>http://www.sunpowercorp.com/Products-and-Services/~/media/Downloads/for_products_services/spwr_315ewh_com_en.ashxtj</ref> जिसमें से 20.4% के साथ सैन्यो (Sanyo) सबसे कुशल मॉड्यूल है।<ref>http://us.sanyo.com/dynamic/product/Downloads/solarPower_HIT_Double_195_Data_Sheet-13054720.pdf</ref> हालांकि, अन्य कंपनियों की सम्पूर्ण किस्में ([[हॉलो सन]], [[गामा सोलर]], [[नैनोहॉराइज़न्स]]) उभर रही हैं जो 18% के रूपांतरण अनुपात के साथ फोटोवोल्टिक मॉड्युलों में नवीनताएं पेश कर रही हैं। इन नवीन प्रयोगों में शामिल हैं अगले एवं पिछले किनारों से विद्युत् उत्पादन और बढ़े हुए आउटपुट, हालांकि, इनमें से अधिकांश कंपनियों ने अभी तक अपने डिजाइन योजनाओं से कार्य व्यवस्था का उत्पादन अब तक नहीं किया है, एवं उनमें से अधिकांश अभी भी तकनीक में सक्रिय रूप से सुधार कर रहे हैं।
== क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल ==
{{Main|Solar Cell}}
वर्तमान में अधिकांश सौर मॉड्यूल [[पीवी (PV) सेलों]] से तैयार किये जाते हैं। उन्हें या तो [[एकल क्रिस्टलीय]] या [[बहु क्रिस्टलीय]] मॉड्युलों में वर्गीकृत किया जाता है।
== पतली झिल्लियों वाले मॉड्यूल ==
'''पतली झिल्लियों वाले मॉड्युलों''' में, सेल एवं मॉड्यूल एक ही निर्माण प्रणाली में तैयार किये जाते हैं।
सेल को एक कांच के [[अध:स्तर]] या [[अधिस्तर]] पर तैयार किया जाता है, एवं विद्युतीय संयोजन ''यथावत'', एक तथाकथित "[[एकाश्म एकीकरण]]", तैयार किये जाते हैं। अध:स्तर या अधिस्तर के आगे या पीछे के फलक पर [[संपुटक]] की [[परत चढ़ाई]] जाती है, जो आमतौर पर कांच की एक [[पत्तर]] होती है।
इस श्रेणी में मुख्य सेल तकनीक [[CdTe]], या [[a-Si]], या [[a-Si+UC-Si अग्रानुक्रम]], या [[CIGS]] (या चर) हैं। आकारहीन (अक्रिस्टलीय) सिलिकॉन में सूर्य के प्रकाश से रूपांतरण करने की दर 6-12% होती है।
=== लचीले पतली झिल्ली वाले मॉड्यूल ===
'''लचीले पतली झिल्ली वाले''' मॉड्यूल का निर्माण एक ही उत्पादन प्रणाली में एक [[लचीले अधः स्तर]] (सबस्ट्रेट) पर [[प्रकाश द्वारा सहज प्रभावित होने वाले परत]] एवं अन्य आवश्यक [[परत]] लगाकर किया जाता है।
अगर अधः स्तर (सब्सट्रेट) एक [[ऊष्मारोधी]] (जैसे की एक [[पॉलिएस्टर]] या [[पॉलिमाइड]] झिल्ली होती है) तो [[एकाश्म]] एकीकरण का प्रयोग किया जा सकता है।
अगर यह ताप या विद्युत् का एक चालक होता है तो विद्युत संयोजन के लिए एक-दूसरे तकनीक का इस्तेमाल किया जाना चाहिए।
सेलों के अग्र भाग (आम तौर पर [[ETFE]] या [[FEP]]) के ऊपर एक पारदर्शी रंगहीन [[फ्लोरो पॉलीमर]] और दूसरे भाग में अंतिम अधः स्तर (सब्सट्रेट) के बंध के लिए उपयुक्त पॉलीमर की [[परत लगाकर]] मॉड्युलों में सम्मिलित किया जाता है। वाणिज्यिक रूप से एक मात्र उपलब्ध (मेगावाट परिमाणों में) लचीला मॉड्यूल [[आकारहीन (अक्रिस्टलीय) सिलिकॉन]] [[ट्रिपल जंक्शन]] ([[यूनीसोलर]] से) का उपयोग करता है।
तथाकथित [[मिश्रित अर्धचालक प्रौद्योगिकी]] के आधार पर निर्मित [[उल्टे रूपांतरित]] [[बहु जंक्शन (IMM) वाली सौर सेल]] (बैटरियां) जुलाई 2008 में ही व्यावसायिक बन रही हैं। [[मिशिगन विश्वविद्यालय]] की [[सौर बैटरी चालित कार]], जिसने जुलाई 2008 में [[उत्तरी अमेरिकी सौर चुनौती]] जीती, ने आई एम एम (IMM) की पतली झिल्ली वाली लचीली सौर सेलों (बैटरियों) का इस्तेमाल किया।
आवासीय और वाणिज्यिक कार्यों की आवश्यकताएं अलग-अलग हैं जिसमें की आवासीय जरूरते सरल होती हैं और उन्हें पैक किया जा सकता है जिससे की सौर सेल में प्रौद्योगिकी की प्रगति हो, अन्य आधार रेखा उपकरण जैसे की बैटरी, इनवर्टर और वोल्टेज संवेदन हस्तांतरण स्विच को आवासीय इस्तेमाल के लिए अभी भी सुसंबद्ध एवं इकाइयों में वर्गीकृत करने की जरुरत है। सेवा के आकार के आधार पर वाणिज्यिक उपयोग फोटोवोल्टिक सेल क्षेत्र में सीमित हो जाएगा और अधिक जटिल और परवलयिक परावर्तक तथा सौर संकेंद्रक प्रमुख प्रौद्योगिकी बनते जा रहे हैं।
== मॉड्यूल अंत:स्थापित इलेक्ट्रॉनिक्स ==
{{See also|Microinverter}}
कई कंपनियों ने पी वी (PV) मॉड्युलों में इलेक्ट्रॉनिक्स को अन्तःस्थापित करना शुरू कर दिया है। यह व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक मॉड्यूल के लिए अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग ([[एमपीपीटी]]) और मॉड्यूल स्तर पर निगरानी के लिए प्रदर्शन डेटा की माप एवं गलती का पता लगाना संभव बनाता है। इनमें से कुछ प्रणालियां [[विद्युत ऑप्टिमाइज़र्स]] का उपयोग कराती हैं। यह एक दिष्ट धारा से दूसरी दिष्ट धारा में परिवर्तित करने वाली प्रौद्योगिकी है जिसका विकास सौर फोटोवोल्टिक प्रणाली से अधिक से अधिक बिजली प्राप्त करने के लिए किया गया है।
== मॉड्यूल का प्रदर्शन और जीवन अवधि ==
आम तौर पर मॉड्यूल के प्रदर्शन का निर्धारण '''मानक परीक्षण स्थितियों (एसटीसी)''' के अधीन किया जाता है: [[विद्युत्चुम्बकीय ऊर्जा का उत्सर्जन]] 1,000 वाट प्रति वर्ग मीटर ([[W/m²]]), 1.5 वायु द्रव्यमान ([[AM]]) का [[स्पेक्ट्रम]] और मॉड्यूल तापमान 25 डिग्री सेल्सियस.
विद्युतीय विशेषताओं में सांकेतिक शक्ति (P<sub>MAX</sub>, जिसे [[W]] में मापा जाता है), [[खुली परिपथ वोल्टता]] (V<sub>OC</sub>), [[लघु परिपथ धारा]] (I<sub>SC</sub>, जिसे [[ऐम्पियर]] में मापा जाता है), [[अधिकतम शक्ति वोल्टता]] (V<sub>MPP</sub>), [[अधिकतम शक्ति धारा]] (I<sub>MPP</sub>) एवं मॉड्यूल दक्षता (%) शामिल हैं।
| 