सोलर सेल की संरचना तथा कार्यविधि समझाइए तथा अभिलाक्षणिक वक्र खींचिए।

Explanation

संरचना-यह एक P-N सन्धि डायोड होता है जिसके निर्माण में उन अर्द्धचालकों का उपयोग किया जाता है जिनका बैण्ड अन्तराल 1.5ev के निकट होता जैसे Si, GaAs, CdTe आदि। डायोड का P भाग, N भाग की अपेक्षा बहुत पतला होता है जिससे कि आपतित प्रकाश के फोटॉन आसानी से इसे पार करके सन्धि पर पहुँच सकें P सतह के ऊपरी फलक के किनारों पर धातु के सम्पर्क इस प्रकार लगे होते हैं कि P सतह से होकर सन्धि तक प्रकाश जाने के लिए पर्याप्त स्थान शेष रहे। P सतह के ऊपर एक पारदर्शी पदार्थ की एण्टीरिफलेक्टिंग कोटिंग होती है तथा N सतह के नीचे के फलक पर धातु सम्पर्क के लिए धातु का लेपन होता है।

कार्यविधि-जब सोलर सेल पर प्रकाश आपतित होता है, तो जिन प्रकाश फोटॉनों की ऊर्जा `hupsilon` वर्जित ऊर्जा अन्तराल `E_g` से अधिक होती है, P-N सन्धि पर पहुँचते हैं जिससे सन्धि के निकट अवक्षय पर्त में डायाड सहसंयोजी आबन्धों के टूटने से इलेक्ट्रॉन होल युगलों का जनन होता है, ये प्रकाश जनित इलेक्ट्रॉन तथा होल अवक्षय पर्त केविद्युत् क्षेत्र के कारण क्रमशः N क्षेत्र तथा P क्षेत्र की ओर गति करने लगते हैं जिससे N सतह का धातु सम्पर्क ऋणात्मक तथा P सतह का धातु सम्पर्क धनात्मक हो जाता है। इस प्रकार डायोड के सिरों पर एक पर्त विभवान्तर उत्पन्न हो जाता है। जब चित्र (b) में दर्शाए अनुसार कोई बाह्य लोड संयोजित किया जाता है , तो लोड से एक धरा प्रवाहित होती है , जिसे प्रकाश धारा कहते हैं।
अभिलाक्षणिक वक्र-लोड में प्रवाहित धारा I को Y-अक्ष पर तथा विभवान्तर V को X-अक्ष पर लेकर ग्राफ खींचने पर अभिलाक्षणिक वक्र (I-V ग्राफ) चित्र (c) के अनुसार प्राप्त होता है। `V_(oc)` खुले परिपथ का विभवान्तर तथा `I_(sc)` लघुपथित धारा है। अभिलाक्षणिक वक्र का निर्देशांक अक्षों के चौथे चतुर्थांश में होने का कारण यह है कि सोलर सेल कोई विद्युत् धारा नहीं लेता वरन् यह लोड को विद्युत् धारा की आपूर्ति करता है।