سولر پینلز، جنہیں "سولر چپس" یا "فوٹو سیلز" اور "سولر سیل" بھی کہا جاتا ہے، فوٹو الیکٹرک سیمی کنڈکٹر شیٹس ہیں جو براہ راست بجلی پیدا کرنے کے لیے شمسی روشنی کا استعمال کرتی ہیں۔ ایک ایسا آلہ جو فوٹو الیکٹرک اثر یا فوٹو کیمیکل اثر کے ذریعے شمسی روشنی کی توانائی کو براہ راست برقی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ طبیعیات میں، اسے فوٹو وولٹک (فوٹو وولٹک، مختصراً PV)، یا مختصر کے لیے فوٹوولٹک کہا جاتا ہے۔ واحد شمسی خلیوں کو براہ راست طاقت کے ذرائع کے طور پر استعمال نہیں کیا جا سکتا۔ طاقت کے منبع کے طور پر استعمال کرنے کے لیے، کئی واحد شمسی خلیات کو سلسلہ وار اور متوازی طور پر منسلک ہونا چاہیے اور اجزاء میں مضبوطی سے بند ہونا چاہیے۔ اس کے کام کرنے کا اصول صرف یہ ہے کہ سولر پینل دن کے وقت شمسی توانائی کو جذب کرتے ہیں اور اسے برقی توانائی میں تبدیل کر کے بیٹری میں محفوظ کرتے ہیں، اور بیٹری رات کے وقت شمسی توانائی کی اسٹریٹ لائٹ کو پاور کرتی ہے۔ تو سورج کی روشنی میں شمسی پینل بجلی کیوں پیدا کرتے ہیں؟
سولر پینلز عام طور پر ایسے آلات استعمال کرتے ہیں جو روشنی کا جواب دیتے ہیں اور شمسی روشنی کی توانائی کو بجلی میں تبدیل کر سکتے ہیں۔ سب سے زیادہ عام مواد سلکان ہے، جو زمین پر سب سے زیادہ پرچر مواد میں سے ایک ہے۔ اس میں سیمی کنڈکٹر کی خصوصیات ہیں، جو سولر پینلز کے فوٹو الیکٹرک تبدیلی کے عمل کی بنیاد رکھتی ہیں۔
لیکن سمجھنے کی پہلی چیز یہ ہے کہ خالص سلکان کی چالکتا بہت خراب ہے، اور ایسے کوئی الیکٹران نہیں ہیں جو کرسٹل کی ساخت میں آزادانہ طور پر حرکت کر سکیں۔ اس کی چالکتا کو بڑھانے کے لیے، خالص سلکان کو عام طور پر اس کی چالکتا کو بڑھانے کے لیے ٹریس نجاست کے ساتھ ڈوپ کیا جاتا ہے۔ اس خصوصیت کے مطابق، مختلف conductive آلات بنائے جا سکتے ہیں.
سولر انرجی اسٹریٹ لائٹ کے سولر پینل بنانے کے لیے استعمال ہونے والے سلکان کے لیے عام طور پر فاسفورس یا بوران شامل کیا جاتا ہے۔ جب بوران شامل کیا جاتا ہے، تو سلکان کرسٹل ایک سوراخ بنائے گا. چونکہ اصل سلکان ایٹم 4 الیکٹرانوں سے گھرا ہوا ہے، اور بوران ایٹم صرف 3 الیکٹرانوں سے گھرا ہوا ہے، اس لیے سوراخ بھی پیدا ہوں گے جب اسے کرسٹل کی اصل ساخت میں ڈوپ کیا جائے گا۔ الیکٹرانوں کے بغیر، یہ سوراخ بہت غیر مستحکم ہے اور آسانی سے دوسرے الیکٹرانوں کو جذب کر کے پی قسم کا سیمی کنڈکٹر بناتا ہے۔
جب فاسفورس کی نجاست کو سلکان کرسٹل میں ڈالا جاتا ہے، کیونکہ فاسفورس ایٹموں کے ارد گرد 5 الیکٹران ہوتے ہیں، اضافی الیکٹران بہت فعال ہو گا، جو ایک N-قسم کا سیمی کنڈکٹر بنائے گا۔ پی قسم کے سیمی کنڈکٹرز میں بہت سے سوراخ ہیں، اور این قسم کے سیمی کنڈکٹرز میں بہت سے فعال مفت الیکٹران ہیں۔ جب دو رابطے ہوں گے تو یہ مفت الیکٹران سوراخ تلاش کر کے انہیں بھر دیں گے۔ دونوں کے درمیان رابطے کی سطح ایک ممکنہ فرق بنائے گی، یعنی PN جنکشن۔ P قسم کی طرف مثبت اور منفی طور پر چارج کیا جاتا ہے، اور N- قسم کی طرف مثبت طور پر چارج کیا جاتا ہے۔
روشنی موصول ہونے پر، روشنی میں موجود توانائی سیمی کنڈکٹر میں منتقل ہو جائے گی۔ یہ توانائی الیکٹران کی ساخت کو ڈھیلی کر دے گی اور آزادانہ حرکت کرے گی۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ شمسی روشنی کی توانائی الیکٹرانوں اور سوراخوں کو الگ کر دے گی۔ عام حالات میں، ایک خاص توانائی کے ساتھ ایک فوٹون ایک الیکٹران کو جاری کرے گا، جو صرف ایک آزاد سوراخ کی شکل میں ہوتا ہے۔ اگر یہ رابطہ کی سطح کے بالکل قریب ہوتا ہے، اور جب بلٹ ان الیکٹرک فیلڈ کی طرف راغب ہوتا ہے، تو الیکٹران n زون میں بہہ جائیں گے، اور سوراخ P زون میں بہہ جائیں گے، جو N-type زون سے P- تک کرنٹ بنتے ہیں۔ قسم زون. بیٹری کا پاور پلانٹ بنتا ہے۔ بجلی وولٹیج سے بنتی ہے، جسے چارج کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
تاہم، یہ واضح رہے کہ سیمی کنڈکٹر بجلی کے اچھے موصل نہیں ہیں، اور الیکٹران PN جنکشن سے بہتے ہیں اور پھر سیمی کنڈکٹر میں بہتے ہیں، جس سے بہت زیادہ نقصان ہوگا۔ لہذا، اوپری پرت عام طور پر دھات کے ساتھ لیپت ہے. تاہم، اگر یہ مکمل طور پر پینٹ کیا جاتا ہے، تو یہ سورج کی روشنی کو گزرنے میں ناکام کرے گا. عام حالات میں، پی این جنکشن کو ڈھانپنے کے لیے دھاتی گرڈ کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک اور بات قابل غور ہے کہ سلکان کی سطح انتہائی عکاس ہوتی ہے۔ اگر اس کا علاج نہ کیا جائے تو سورج کی روشنی کی ایک بڑی مقدار منعکس ہو جائے گی۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، سولر انرجی اسٹریٹ لائٹ بنانے والا عام طور پر سولر پینل پر کم ریفلیکشن گتانک کی حفاظتی فلم کی ایک تہہ ڈالے گا۔ عکاسی سے ہونے والے نقصان کو 5 فیصد کے اندر کنٹرول کیا جائے گا۔
