সোলার প্যানেল কেন নীল বা কালো — সিলিকন এবং কোটিং
সূচিপত্র
দ্রুত উত্তর: সৌর প্যানেল নীল বা কালো দেখায় দুটি কারণে: সিলিকনের স্ফটিক গঠন এবং তার উপরে থাকা প্রতিফলন-রোধী আবরণ। স্ফটিক সিলিকন আপতিত আলোর একটি বড় অংশ প্রতিফলিত করে — একটি খালি পালিশ করা ওয়েফারের জন্য প্রায় 22% — এবং পৃষ্ঠে খোদাই করা টেক্সচার ও SiNx আবরণ সেই প্রতিফলন প্রায় 4%-এ নামিয়ে আনে, ফলে কাচের ভেতরে প্রবেশ করা আলোর প্রায় 96% কোষে পৌঁছায়। অবশিষ্ট রঙ হলো সেই আলো যা শোষিত বা সঞ্চারিত হয় না। পলিক্রিস্টালাইন সিলিকনে দৃশ্যমান দানা সীমানা থাকে যা মনোক্রিস্টালাইনের তুলনায় আলো ভিন্নভাবে ছড়ায়, তাই দুটিকে নীলের ভিন্ন শেড হিসেবে দেখা যায়, এবং একটি সম্পূর্ণ কালো মডিউল সাধারণত নিছক নান্দনিক পছন্দের বদলে একটি নির্দিষ্ট কোষের ধরন ও আবরণ স্তূপ নির্দেশ করে। তাই রঙটি কোষ প্রযুক্তির একটি মোটামুটি সূচক।
PV মডিউল ম্যানুফ্যাকচারিং · জেরি, Ooitech দ্বারা
পণ্য পরিচিতি
একটি পরিষ্কার দিনের কথা কল্পনা করুন।
আপনি একটি ছাদের ধারে দাঁড়িয়ে দেখেন সারি সারি সোলার প্যানেল সূর্যের নিচে নীরবে পড়ে আছে। সূর্যের আলো নিজেই সাদা, কিন্তু সেই প্যানেলগুলি সাদা নয়, সোনালি নয়, স্বচ্ছ নয়।
এদের বেশিরভাগই নীল। অথবা কালো।
এবং এখানে একটি খুব স্বাভাবিক প্রশ্ন আসে। যদি সোলার প্যানেল সূর্যের আলো ধরার জন্য থাকে, তাহলে তারা এত গাঢ় দেখায় কেন? আমাদের সহজাত বোধ বলে সাদা সবচেয়ে উজ্জ্বল, রূপালী সবচেয়ে চকচকে, সোনালী সূর্যের মতো দেখতে। কিন্তু যে প্যানেলগুলি আসলে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে সেগুলি নীল-কালো কাচের চাকতির মতো দেখায়।
একটি সরবরাহকারী হিসেবে সোলার প্যানেল তৈরির মেশিন এবং সোলার প্যানেল উৎপাদন লাইন টার্নকি সমাধানের, Ooitech অল-ব্ল্যাক মডিউলের জন্য উৎপাদন লাইন সরবরাহ করতে পারে।
এটি আসলে নান্দনিকতার বিষয় নয়। এটি মানুষ এবং সূর্যের আলোর মধ্যে কয়েক দশকের প্রকৌশল আলোচনা।
নীল পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন বনাম কালো মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন
ক্যাপশন: সোলার প্যানেলের নীল এবং কালো রঙ কেবল রং নয়। এটি স্ফটিক গঠন, অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ ফিল্ম এবং আলো শোষণ দক্ষতার সম্মিলিত ফলাফল।
আসুন একটি সাধারণ দৈনন্দিন অভিজ্ঞতা দিয়ে শুরু করি। গ্রীষ্মের রোদে কালো পোশাক পরলে বেশি গরম লাগে। সাদা পোশাক পরলে কম গরম লাগে। সাদা কাপড় অনেক আলো প্রতিফলিত করে। কালো কাপড় বেশি আলো শোষণ করে।
সোলার প্যানেলও একইভাবে কাজ করে। বেশিরভাগ জিনিসের জন্য, একটি সুন্দর চকচকে ভালো দেখায়। কিন্তু সোলার প্যানেলের জন্য, প্রতিফলন অপচয়। যখন সূর্যের আলোর একটি রশ্মি প্যানেলে আঘাত করে এবং আকাশে ফিরে যায়, তখন তা কখনো বিদ্যুতে পরিণত হয় না। শুধুমাত্র যে আলো সিলিকনের ভিতরে যায় তারই ইলেকট্রনকে জাগিয়ে তোলার এবং কারেন্ট তৈরি করার সুযোগ থাকে। ইউ.এস. ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জিও এটি স্পষ্টভাবে বলে: সিলিকন স্তর আলো শোষণ করে, ইলেকট্রন উত্তেজিত হয় এবং তারা চলার সময় কারেন্ট তৈরি করে।
তাই শুরু থেকেই, একটি সোলার প্যানেল সাদা হতে চায় না। সাদা বলে, "সূর্যের আলো এসেছিল, এবং আমি তা আকাশে ফিরিয়ে দিয়েছি।" নীল-কালো বলে, "সূর্যের আলো এসেছিল, এবং আমি যতটা সম্ভব ধরে রাখছি।"
প্রযুক্তিগত প্যারামিটার
কেন অনেক পুরনো প্যানেল নীল হয়?
এটি অতীতের একটি খুব সাধারণ ধরনের প্যানেলের দিকে ফিরে যায়: পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন।
পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন একটি নিখুঁত স্ফটিক নয়। এটি অনেক ছোট ছোট দানা একসাথে প্যাক করা। একটি হিমায়িত হ্রদের পৃষ্ঠের কথা ভাবুন, ফাটা বরফের প্যাটার্নে ভরা। প্রতিটি দানা কিছুটা ভিন্ন দিকে নির্দেশ করে। সূর্যের আলো এতে আঘাত করলে প্রতিটি জায়গায় কিছুটা ভিন্নভাবে প্রতিফলিত হয়। এই কারণেই পলি প্যানেলগুলি প্রায়শই নীল বা গাঢ় নীল দেখায়, যার পৃষ্ঠে একটি অস্পষ্ট ফাটা, বরফ-ফাটা, ধাতব টেক্সচার থাকে।
তাই পলি সিলিকনের নীল রঙ পেইন্ট নয়। এটি সূর্যের আলোতে সিলিকন স্ফটিকের টেক্সচার দেখানোর মতো।
কিন্তু নীল রঙ শুধু স্ফটিক থেকে আসে না। প্যানেলের পৃষ্ঠে একটি খুব পাতলা স্তর থাকে যাকে অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ কোটিং বলা হয়। শব্দটি প্রযুক্তিগত মনে হতে পারে, কিন্তু এটি বোঝা সহজ। আপনি যখন চশমা পরেন, কিছু লেন্সে একটি অস্পষ্ট নীল-বেগুনি বা সবুজ প্রতিফলন থাকে (আপনি এখন যে ফোন স্ক্রিন দেখছেন তাও একই কাজ করে)। সেই ফিল্মটি সাজসজ্জা নয়। এটি প্রতিফলন কমায় যাতে আরও আলো লেন্সের মধ্য দিয়ে যায়।
প্যানেলের ক্ষেত্রেও একই। সিলিকন নিজেই বেশ প্রতিফলিত। চিকিৎসা না করলে, সূর্যের আলোর কিছু অংশ ওয়েফার পৃষ্ঠ থেকে সরাসরি বাউন্স করে চলে যায়। তাই ইঞ্জিনিয়াররা ওয়েফারকে টেক্সচার করে এবং একটি অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ কোটিং জমা করে যাতে আরও আলো সিলিকনের ভিতরে যায়। যখন DOE ক্রিস্টালাইন সিলিকন মডিউল উৎপাদন বর্ণনা করে, তখন সেলের সামনে অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ কোটিং জমা করাকে সেল উৎপাদন পদক্ষেপগুলির একটি হিসাবে তালিকাভুক্ত করা হয়।
ওয়েফার পৃষ্ঠের স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ চিত্র
ক্যাপশন: মাইক্রোস্কোপের নীচে, ওয়েফার পৃষ্ঠটি একটি মসৃণ সমতল নয় বরং ক্ষুদ্র পিরামিডের একটি ঘন ক্ষেত্র। এই টেক্সচার প্রতিফলন কমায় এবং ওয়েফারের ভিতরে আরও সূর্যালোক আটকে রাখে।
| আইটেম | বিবরণ |
|---|---|
| পলি সিলিকন শোষণ (টেক্সচারযুক্ত + AR কোটিং) | প্রায় 93%–97% সূর্যালোক |
| কালো সিলিকন শোষণ | ঘটনা আলোর ৯৮% এর বেশি |
| মডিউল চালানের মধ্যে মনোক্রিস্টালাইন শেয়ার (২০২২) | 96% |
| সাধারণ বাস্তব-বিশ্ব মডিউল দক্ষতা | প্রায় ২০%–২২% |
| প্রথম ব্যবহারিক সিলিকন সেল (১৯৫৪, বেল ল্যাবস) | প্রায় ৬% দক্ষতা |
আপনি অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ লেপকে একটি মৃদু প্রবেশদ্বার হিসেবে ভাবতে পারেন। যদি বাতাস এবং সিলিকনের মধ্যে অপটিক্যাল পার্থক্য খুব আকস্মিক হয়, তবে আলো সহজেই ফিরে আসে। যদি মাঝখানে একটি ট্রানজিশন স্তর থাকে, তবে আলো সহজেই ওয়েফারে প্রবেশ করে। NREL-এর কালো সিলিকন উপাদানের একটি লাইন রয়েছে যা এই যুক্তির সাথে ভালভাবে খাপ খায়: কম প্রতিফলন মানে বেশি শোষণ, যার অর্থ উচ্চ দক্ষতা এবং বেশি শক্তি। স্ট্যান্ডার্ড টেক্সচারিং এবং অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ স্তরগুলি ইতিমধ্যে একটি কোষকে সূর্যালোকের প্রায় ৯৩%–৯৭% শোষণ করতে দেয়, যখন কালো সিলিকন প্রক্রিয়া একটি ওয়েফারকে আগত আলোর ৯৮% এর বেশি শোষণ করতে দেয়, এই কারণেই এটি কালো দেখায়। এটি একটি বিষয় স্পষ্টভাবে বলে: একটি প্যানেল যত বেশি দক্ষ হতে চায়, এটি তত কম আলো প্রতিফলিত করতে পারে।
নীল হল প্রাথমিক পলি সিলিকন এবং এর অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ ফিল্মের সামান্য অবশিষ্ট আভা। কালো হল সিলিকন দেখতে কেমন যখন এটি আলো খেতে শিখেছে।
প্রযুক্তিগত সুবিধা
পরে, কালো প্যানেলগুলি আরও সাধারণ হয়ে ওঠে
এর পিছনে আরেকটি প্রধান চরিত্র রয়েছে: মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন।
মনো সিলিকন একটি একক ব্লকের মতো যার একটি অভিন্ন দিক এবং একটি পরিষ্কার কাঠামো রয়েছে। এটি পলি সিলিকনের ভাঙা টেক্সচার বহন করে না, তাই এর পৃষ্ঠ আরও সমান, গভীর এবং কালোর কাছাকাছি দেখায়।
যদি পলি সিলিকন নীল ফাটা বরফের একটি শীটের মতো হয়, তবে মনো সিলিকন অবসিডিয়ানের একটি টুকরোর মতো।
অনেক আবাসিক ছাদ এখন অল-ব্ল্যাক মডিউল পছন্দ করে। দূর থেকে এগুলি শিল্প যন্ত্রাংশের গ্রিডের মতো দেখায় না। এগুলি দেখতে সুন্দরভাবে সাজানো কালো কাচের মতো। DOE তথ্য নোট করে যে ২০২২ সালের মধ্যে মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন বিশ্বব্যাপী সোলার মডিউল চালানের ৯৬% তৈরি করেছে, যা আজকের মডিউলগুলিতে সবচেয়ে সাধারণ শোষক উপাদান হয়ে উঠেছে এবং শিল্পোৎপাদিত মডিউলগুলি সাধারণত প্রায় ২০%–২২% বাস্তব-বিশ্ব দক্ষতা অর্জন করে।
তাই কালো শুধু প্রিমিয়াম দেখানোর জন্য নয়। এর পিছনে রয়েছে আরও অভিন্ন স্ফটিক, আরও পরিপক্ক উৎপাদন, কম প্রতিফলন এবং আরও দক্ষ আলো শোষণের পথ।
মনোক্রিস্টালাইন সিলিকনের সাথে আরও অভিন্ন স্ফটিক কাঠামো
কম পৃষ্ঠ প্রতিফলন, ভিতরে আরও আলো আটকা পড়ে
উচ্চ শোষণ, কালো সিলিকনের সাথে ৯৮% পর্যন্ত
আধুনিক ছাদের জন্য পছন্দ করা হয় পরিষ্কার, সম্পূর্ণ কালো চেহারা
পরিণত, কম খরচের উৎপাদন যা ব্যাপক স্থাপনার জন্য উপযুক্ত
পণ্য অ্যাপ্লিকেশন
সৌর শক্তির ইতিহাসে ফিরে দেখা
১৯৫৪ সালে, বেল ল্যাবস প্রথম ব্যবহারিক সিলিকন সোলার সেল প্রদর্শন করে। এর কার্যকারিতা ছিল মাত্র ৬%। আজকের মানদণ্ডে ৬% কম মনে হতে পারে, কিন্তু তখন এটি একটি ছোট খেলনা ঘোরানোর জন্য যথেষ্ট ছিল এবং প্রথমবারের মতো মানুষকে বিশ্বাস করানোর জন্য যথেষ্ট ছিল যে সূর্যালোক কেবল কাপড় শুকানো এবং ত্বক গরম করার চেয়ে বেশি কিছু করতে পারে। এটি সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তরিত হতে পারে। আমেরিকান ফিজিক্যাল সোসাইটিও এই ইতিহাস লিপিবদ্ধ করে: বেল ল্যাবস ২৫ এপ্রিল, ১৯৫৪ সালে প্রথম ব্যবহারিক সিলিকন সোলার সেল প্রদর্শন করে, যার প্রাথমিক সিলিকন কোষের কার্যকারিতা ছিল প্রায় ৬%।
১৯৫৪ সালের বেল ল্যাবস সোলার সেলের ঐতিহাসিক ছবি
ক্যাপশন: প্রাথমিক সিলিকন সোলার সেলগুলি খুব কার্যকর ছিল না, তবুও তারা আধুনিক ফটোভোল্টাইকের দরজা খুলে দিয়েছে।
এটি একটি শুরুর মতো ছিল। প্রাথমিক কোষগুলি ব্যয়বহুল, ছোট এবং ল্যাবের ভবিষ্যতের খেলনার মতো মনে হতো। তারপর তারা মহাকাশে গেল। একটি উপগ্রহ কয়লা বহন করতে পারে না এবং প্রতিদিন ব্যাটারি পরিবর্তন করতে পারে না, তাই সোলার সেল তার সেরা শক্তির উৎস হয়ে ওঠে। এর পরে, ওয়েফারগুলি আরও পাতলা করে কাটা হয়, প্রক্রিয়াগুলি পরিণত হয়, খরচ কমে যায়। সেই নীল-কালো টুকরোগুলি যা একসময় কেবল ল্যাব এবং মহাকাশযানের ছিল, ধীরে ধীরে মরুভূমি, কারখানা, স্কুল, কারপোর্ট এবং সাধারণ ছাদে ছড়িয়ে পড়ে।
পথের সাথে সাথে রঙও পরিবর্তিত হয়েছে। প্রাথমিক দিনের সাধারণ নীল পলি সিলিকন থেকে এখন ক্রমবর্ধমান সাধারণ কালো মনো সিলিকনে, এটি কেবল একটি গভীর ছায়া ছাড়া আর কিছুই মনে নাও হতে পারে। কিন্তু এর পিছনে পুরো সরবরাহ শৃঙ্খল এগিয়ে যাচ্ছিল।
কম প্রতিফলন। বেশি শোষণ। উচ্চতর কার্যকারিতা। কম খরচ। বড় আকারের স্থাপনার জন্য আরও উপযুক্ত। এবং রঙ ক্রমশ গাঢ় হতে থাকে।
আধুনিক ছাদে কালো মডিউল
ক্যাপশন: আধুনিক বাড়িগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে কালো বা সম্পূর্ণ কালো মডিউল ব্যবহার করে। এগুলি আরও পরিপাটি দেখায় এবং মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন ও কম-প্রতিফলন নকশার পরিপক্কতা প্রতিফলিত করে।
প্যানেল কি লাল, সবুজ বা সোনালি হতে পারে?
অবশ্যই পারে।
বিল্ডিং-ইন্টিগ্রেটেড ফটোভোল্টাইক্সে ইতিমধ্যে প্রচুর রঙিন মডিউল রয়েছে। শহরের ভবনগুলি সবসময় কালো কাচের প্রাচীর চায় না, তাই প্রকৌশলীরা প্যানেলকে ধূসর, ইট-লাল, সবুজ, এমনকি সাধারণ কার্টেন ওয়ালের টোনের কাছাকাছি করতে বিশেষ আবরণ, টেক্সচার এবং এনক্যাপসুলেশন ব্যবহার করেন।
কিন্তু দামটি সরাসরি। আপনি এটিকে লাল দেখেন কারণ এটি আপনার দিকে কিছু লাল আলো প্রতিফলিত করে। আপনি এটিকে সবুজ দেখেন কারণ এটি কিছু সবুজ আলো প্রতিফলিত করে। এবং প্রতিফলিত আলো কখনই কোষে প্রবেশ করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে না। এর অর্থ হারানো রাজস্ব এবং কম উৎপাদন দক্ষতা। রঙিন পিভি অসম্ভব নয়। এটির জন্য কেবল চেহারা এবং দক্ষতার মধ্যে একটি নতুন সমঝোতা প্রয়োজন।
একটি সুন্দর রঙ একটি ভাল প্যানেল তৈরি করে না। পরিণত প্রকৌশল নকশা প্রায়শই সবচেয়ে চটকদার বিকল্পে নয়, বরং দীর্ঘমেয়াদে সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য, সবচেয়ে দক্ষ এবং সবচেয়ে সাশ্রয়ী বিকল্পে পৌঁছায়।
যোগাযোগ এবং ক্রয়
তাই ছাদের ওপর নীল-কালো那片 প্যাচের দিকে আবার তাকান
এটি এমন নয় যে সোলার প্যানেলগুলি কেবল এইভাবে দেখতে ঘটে। এটি সিলিকন উপাদান, স্ফটিক গঠন, অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ ফিল্ম, উৎপাদন খরচ এবং উৎপাদন দক্ষতা একসাথে ছেঁকে নেওয়া ফলাফল।
নীল সাজসজ্জা নয়। কালো রুচি নয়।
এটি প্যানেল আপনাকে বলছে যে এটি সূর্যের আলো আকাশে ফিরিয়ে দিতে চায় না। এটি আলো ধরে রাখতে চায়, ইলেকট্রন জাগাতে চায় এবং অদৃশ্য ফোটনকে দৃশ্যমান বিদ্যুতে পরিণত করতে চায়। সূর্য মেঘের মধ্যে দিয়ে নেমে আসে এবং সেই নীরব নীল-কালোর ওপর পড়ে। কোন গর্জন নেই, কোন চিমনি নেই, কোন শিখা নেই। কেবল আলো সিলিকনে প্রবেশ করছে, ইলেকট্রন চলতে শুরু করছে, বিদ্যুৎ পাতলা ধাতব আঙুল বরাবর দূরে কোথাও প্রবাহিত হচ্ছে।
সেই মুহূর্তে একটি সোলার প্যানেল একটি কালো পৃষ্ঠার মতো যা সূর্য দ্বারা সম্পূর্ণ লেখা। এবং মানুষ যা পড়ে তা একটি সরল ছোট উত্তর।
একটু বেশি সূর্যালোক ধরার জন্য, সিলিকন নিজেকে নীল-কালো পোশাক পরিয়েছে।
Ooitech-এর দৃষ্টিভঙ্গি
নীল পলি থেকে অল-ব্ল্যাক মনোতে স্থানান্তর কেবল একটি রঙের প্রবণতা নয়, এটি প্রতিফলন শূন্যের দিকে নামিয়ে আনার একটি উৎপাদন গল্প। মডিউল পাশে আমরা এটি প্রতিদিন দেখি: ইউনিফর্ম মনো কোষ, টাইট টেক্সচারিং এবং পরিষ্কার ল্যামিনেশন যা একটি অল-ব্ল্যাক প্যানেলকে তীক্ষ্ণ দেখায় এবং এখনও পারফর্ম করে। আপনি যদি দেখতে চান কিভাবে এই কালো মডিউলগুলি আসলে একটি বাস্তব লাইনে তৈরি হয়, আমাদের ইউটিউব চ্যানেল www.youtube.com/ooitech কারখানার মেঝে কাছ থেকে দেখায়, এবং সোলার ম্যানুফ্যাকচারিং যদি আপনার পছন্দের বিষয় হয় তবে এটি সাবস্ক্রাইব করার মতো।
