ফটোভোলটাইক কোষের শক্তি উৎপাদন নীতি
ফোটোভোলটাইক কোষের কাজের নীতিটি ফোটোইলেকট্রিক প্রভাবের উপর ভিত্তি করে, যার মানে ফোটনগুলি যখন অর্ধপরিবাহী পদার্থের উপর বিকিরণ করা হয়, তখন ইলেক্ট্রন হোল জোড়া তৈরি হয়। এই ইলেক্ট্রন এবং গর্তগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে পৃথক করা হয়, একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ উৎপন্ন করে। এর নির্দিষ্ট কাজের প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ ব্যাখ্যা করা যেতে পারে:
ফোটন শোষণ:যখন সূর্যের আলো ফোটোভোলটাইক কোষে জ্বলে, তখন অর্ধপরিবাহী পদার্থ (যেমন সিলিকন) ফোটন শোষণ করে।
ইলেক্ট্রন হোল জোড়া তৈরি:ফোটন শক্তি সেমিকন্ডাক্টরের ব্যান্ডগ্যাপ শক্তির চেয়ে বেশি হলে, এটি ভ্যালেন্স ব্যান্ড থেকে পরিবাহী ব্যান্ডে রূপান্তর করতে ইলেক্ট্রনকে উত্তেজিত করবে, ইলেক্ট্রন হোল জোড়া তৈরি করবে।
বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বিচ্ছেদ:ব্যাটারি সেলের pn জংশনে, একটি অন্তর্নির্মিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ইলেকট্রন এবং গর্তকে পৃথক করে, যার ফলে ইলেকট্রনগুলি n অঞ্চলের দিকে এবং গর্তগুলি p অঞ্চলের দিকে চলে যায়।
বর্তমান গঠন:একটি বাহ্যিক সার্কিটে, ইলেকট্রন তারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় এবং তড়িৎ শক্তি তৈরি করে।
1. ফটোভোলটাইক কোষে লুকানো ক্র্যাকিং কি?
ফটোভোলটাইক কোষে মাইক্রো ফাটলগুলি কোষের ভিতরে বা পৃষ্ঠের উপর বিদ্যমান ক্ষুদ্র ফাটলগুলিকে বোঝায়, যা খালি চোখে দৃশ্যমান নাও হতে পারে কিন্তু কোষের কর্মক্ষমতা এবং জীবনকালের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে।
ক) কার্যকর বিদ্যুৎ উৎপাদন এলাকা হ্রাস করুন:লুকানো ক্র্যাক এলাকাটি কার্যকরভাবে ফটোইলেকট্রিক রূপান্তরে অংশগ্রহণ করতে পারে না, ব্যাটারি সেলের কার্যকর বিদ্যুৎ উৎপাদন এলাকা হ্রাস করে। সামগ্রিক বিদ্যুত উত্পাদন দক্ষতা হ্রাসের ফলে।
খ) প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি:লুকানো ফাটলগুলি স্থানীয় প্রতিরোধের বৃদ্ধি ঘটাতে পারে, যা লুকানো ফাটল এলাকায় ইলেকট্রনগুলির পক্ষে মসৃণভাবে প্রবাহিত হওয়া কঠিন করে তোলে। সিরিজ প্রতিরোধের বৃদ্ধি, ব্যাটারি কোষের ফিল ফ্যাক্টর (FF) হ্রাস এবং আউটপুট পাওয়ার হ্রাসের ফলে।
গ) বর্তমান অমিল:লুকানো ফাটলগুলি ব্যাটারি কোষের ভিতরে অসম কারেন্ট সৃষ্টি করতে পারে, কিছু এলাকায় কম কারেন্ট থাকে। সিরিজ সংযুক্ত ব্যাটারি কোষে বর্তমান অমিল সমগ্র ব্যাটারি স্ট্রিং এর কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করতে পারে এবং উপাদান আউটপুট কমাতে পারে।
ঘ) হট স্পট প্রভাব:লুকানো ফাটল এলাকায় উচ্চ প্রতিরোধের কারণে স্থানীয় অতিরিক্ত গরম হতে পারে, হট স্পট তৈরি করতে পারে। হট স্পটগুলি ব্যাটারি কোষের ক্ষতি করতে পারে বা আগুনের কারণ হতে পারে, যা সিস্টেমের নিরাপত্তাকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করে।
ঙ) দ্রুত বার্ধক্য:লুকানো ফাটলগুলি ব্যাটারি কোষগুলির গঠনকে আরও ভঙ্গুর করে তুলতে পারে এবং তাপমাত্রার পরিবর্তন, যান্ত্রিক চাপ ইত্যাদির মতো বাহ্যিক পরিবেশ থেকে আরও ক্ষতির জন্য সংবেদনশীল করে তুলতে পারে৷ ব্যাটারি কোষগুলির জীবনকাল সংক্ষিপ্ত হয় এবং তাদের দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা হ্রাস পায়৷
চ) বর্তমান ফুটো:লুকানো ফাটল লুকানো ফাটল এলাকা থেকে কারেন্ট লিক হতে পারে, অপ্রয়োজনীয় স্রোত পথ তৈরি করে। ব্যাটারি কোষের সামগ্রিক কার্যক্ষমতা হ্রাস এবং বৈদ্যুতিক শক্তির আউটপুট হ্রাসের ফলে।
লুকানো ফাটল গঠনের কারণ:
1) উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন চাপ:
ক) ব্যাটারি কোষের কাটা, ঢালাই এবং প্যাকেজিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, যান্ত্রিক চাপ তৈরি হতে পারে, যা লুকানো ফাটল সৃষ্টি করতে পারে।
খ) তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া চলাকালীন, তাপমাত্রার পরিবর্তন তাপীয় চাপ সৃষ্টি করতে পারে, যা লুকানো ফাটল সৃষ্টি করে।
2) পরিবহন এবং পরিচালনার সময় কম্পন এবং প্রভাব
পরিবহন এবং পরিচালনার সময়, যদি ভুলভাবে প্যাকেজ করা হয়, ব্যাটারি কোষগুলি কম্পন এবং প্রভাবের শিকার হতে পারে, যা লুকানো ফাটলগুলির দিকে পরিচালিত করে।
3) ইনস্টলেশনের সময় যান্ত্রিক চাপ: অনুপযুক্ত অপারেশন, অত্যধিক যান্ত্রিক কম্প্রেশন, এবং ইনস্টলেশনের সময় স্ট্রেচিং ব্যাটারি কোষে লুকানো ফাটল সৃষ্টি করতে পারে।
4) পরিবেশগত অবস্থার প্রভাব
প্রকৃত ক্রিয়াকলাপের সময়, ব্যাটারি কোষগুলি পরিবেশগত কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয় যেমন তাপমাত্রার পরিবর্তন, বাতাসের বোঝা এবং তুষার লোড, যা লুকানো ফাটলগুলির দিকে পরিচালিত করে।
পরীক্ষা পদ্ধতি:
ইএল পরীক্ষা (ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্স পরীক্ষা)
নীতি:কারেন্ট প্রয়োগ করে, ব্যাটারি সেল আলো নির্গত করে এবং ব্যাটারি সেলের আলো নির্গমন সনাক্ত করতে একটি ইনফ্রারেড ক্যামেরা ব্যবহার করে। লুকানো ফাটলগুলি অন্ধকার দাগ হিসাবে প্রদর্শিত হবে।
সুবিধা:এটি স্বজ্ঞাতভাবে লুকানো ফাটলগুলির বিতরণ এবং তীব্রতা প্রদর্শন করতে পারে।
অসুবিধা:এটি অন্ধকার কক্ষের অবস্থার অধীনে বাহিত করা প্রয়োজন এবং অপারেশনটি জটিল।
ইনফ্রারেড থার্মাল ইমেজিং নীতি:ব্যাটারি সেলের ইনফ্রারেড থার্মাল ইমেজিং ইমেজ সনাক্ত করে, লুকানো ফাটল দ্বারা সৃষ্ট তাপমাত্রা অস্বাভাবিক এলাকা সনাক্ত করুন।
সুবিধা:এটি দ্রুত এবং অ ধ্বংসাত্মকভাবে বড়-এলাকার ব্যাটারি কোষ সনাক্ত করতে পারে।
অসুবিধা:পরীক্ষার সরঞ্জাম এবং উচ্চ খরচ জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তা.
ফটোলুমিনেসেন্স (পিএল) পরীক্ষা
নীতি:ব্যাটারি কোষের ফটোলুমিনেসেন্স বৈশিষ্ট্য সনাক্ত করতে লেজার বিকিরণ ব্যবহার করে। লুকানো ফাটলের আলোকসজ্জা উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন দেখাবে।
সুবিধা:দ্রুত সনাক্তকরণ গতি, উত্পাদন লাইন পরিদর্শনের জন্য উপযুক্ত।
অসুবিধা:এটি সনাক্তকরণ সরঞ্জাম এবং পরিবেশের জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।
অতিস্বনক পরীক্ষা
নীতি:ব্যাটারি কোষের ভিতরে লুকানো ফাটল সনাক্ত করতে আল্ট্রাসাউন্ডের প্রতিফলন এবং সংক্রমণ বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করা।
সুবিধা:লুকানো ফাটল সনাক্ত করার জন্য উচ্চ সংবেদনশীলতা, ছোট লুকানো ফাটল সনাক্ত করতে সক্ষম।
অসুবিধা:সরঞ্জামটি জটিল এবং অপারেশনের জন্য পেশাদার দক্ষতা প্রয়োজন।
কিভাবে প্রধানত উপরে উল্লিখিত কারণগুলি থেকে প্রতিরোধ করা যায়
উত্পাদন প্রক্রিয়া উন্নত করুন
কাটার প্রক্রিয়া:অ-ধ্বংসাত্মক কাটিং প্রযুক্তি যান্ত্রিক চাপের প্রজন্মকে কমাতে ব্যবহৃত হয়।
ঢালাই প্রক্রিয়া:তাপীয় চাপের প্রভাব কমাতে ঢালাই পরামিতি অপ্টিমাইজ করুন।
প্যাকেজিং প্রক্রিয়া:যান্ত্রিক চাপের প্রভাব কমাতে নমনীয় প্যাকেজিং উপকরণ ব্যবহার করা।
পরিবহন এবং হ্যান্ডলিং অপ্টিমাইজ করুন
প্যাকেজিং নকশা:পরিবহনের সময় কম্পন এবং প্রভাব কমাতে শক-শোষণকারী প্যাকেজিং উপকরণ ব্যবহার করা।
অপারেশন স্পেসিফিকেশন:হ্যান্ডলিং প্রক্রিয়া চলাকালীন যান্ত্রিক ক্ষতি কমাতে বিস্তারিত হ্যান্ডলিং অপারেশন স্পেসিফিকেশন বিকাশ করুন।
ইনস্টলেশনের সময় সতর্কতা
পেশাদার ইনস্টলেশন:নিশ্চিত করুন যে ইনস্টলেশন কর্মীরা পেশাদার প্রশিক্ষণ পেয়েছে যাতে অনুপযুক্ত অপারেশন লুকানো ফাটল না হয়।
যান্ত্রিক সুরক্ষা:ইনস্টলেশনের সময়, যান্ত্রিক চাপ থেকে ব্যাটারি কোষের ক্ষতি এড়াতে প্রতিরক্ষামূলক ডিভাইস ব্যবহার করুন।
পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ এবং রক্ষণাবেক্ষণ
পরিবেশ পর্যবেক্ষণ:চরম পরিবেশ থেকে ক্ষতি এড়াতে ব্যাটারি কোষের অপারেটিং পরিবেশ নিয়মিত পর্যবেক্ষণ করুন।
নিয়মিত রক্ষণাবেক্ষণ:লুকানো ক্র্যাকিং সমস্যাগুলি অবিলম্বে সনাক্ত এবং সমাধান করতে ফটোভোলটাইক কোষগুলি নিয়মিত রক্ষণাবেক্ষণ এবং পরিদর্শন করুন।