شمسی خلیوں کا جامع تعارف اور جائزہ

I. شمسی خلیوں کا جامع تجزیہ
شمسی خلیات ، ایک آلہ کے طور پر جو شمسی توانائی کو بجلی کی توانائی میں تبدیل کرتا ہے ، حالیہ برسوں میں بہت زیادہ توجہ مبذول کرچکا ہے۔ اس کا کام کرنے والا اصول فوٹو الیکٹرک اثر پر مبنی ہے۔ سورج کی روشنی میں فوٹون کو جذب کرنے سے ، الیکٹران اور سوراخوں کی حوصلہ افزائی ہوتی ہے ، اور پھر موجودہ پیدا ہوتا ہے۔ شمسی خلیوں کو ماحول دوست ، قابل تجدید اور آلودگی سے پاک ہونے کے فوائد ہیں ، اور بہت سے شعبوں جیسے گھروں ، صنعتوں اور نقل و حمل میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ اگلا ، ہم شمسی خلیوں کا ایک جامع تعارف اور جائزہ دیں گے۔

 

ii. 1. شمسی خلیوں کا جائزہ
شمسی توانائی ، جو قابل تجدید توانائی میں بنیادی حیثیت رکھتا ہے ، اس کی توانائی کو سورج کی روشنی سے حاصل کرتا ہے جس سے ہم واقف ہیں۔ بایوماس انرجی ، ہوا کی توانائی ، سمندری توانائی ، اور پن بجلی ، یہ بظاہر متنوع توانائی کی شکلیں ہیں ، در حقیقت ، سب شمسی توانائی کے منبع کی طرف واپس آجاتے ہیں۔ بڑے پیمانے پر بات کرتے ہوئے ، شمسی توانائی مذکورہ بالا تمام قابل تجدید توانائی کا احاطہ کرتا ہے۔ جب ہم خاص طور پر شمسی توانائی کو قابل تجدید توانائی کے ذریعہ کے طور پر حوالہ دیتے ہیں تو ، ہم عام طور پر شمسی توانائی کے براہ راست تبادلوں اور استعمال کا حوالہ دیتے ہیں۔

شمسی تھرمل استعمال کی ٹکنالوجی ، یعنی ، تبادلوں کے آلے کے ذریعہ شمسی تابکاری توانائی کو تھرمل توانائی میں موثر تبدیلی ، اور پھر بجلی پیدا کرنے کے لئے اس تھرمل توانائی کا استعمال۔ اسی طرح ، شمسی فوٹو وولٹک پاور جنریشن ٹکنالوجی ، یعنی شمسی تابکاری توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرنے کا عمل ، ایک اہم ٹکنالوجی بھی ہے۔ اس فیلڈ میں ، فوٹو الیکٹرک تبادلوں کے آلات ، جیسے سیمیکمڈکٹر آلات کے فوٹو وولٹک اثر اصول ، بنیادی کردار ادا کرتے ہیں۔

1950 کی دہائی میں ، شمسی توانائی کے استعمال کے میدان نے ایک اہم تکنیکی چھلانگ لگائی۔ 1954 میں ، ریاستہائے متحدہ میں بیل لیبارٹریز نے کامیابی کے ساتھ 6 فیصد عملی سنگل کرسٹل سلیکن سیل تیار کیا ، جس نے شمسی خلیوں کے عملی اطلاق کی بنیاد رکھی۔ 1955 میں ، اسرائیل کے تبور نے انتخابی جذب کی سطح کے ایک اہم نظریہ کی تجویز پیش کی ، اور اس نظریہ کی بنیاد پر ، ایک موثر انتخابی شمسی جذب کوٹنگ تیار کیا ، جس نے شمسی توانائی کے استعمال کی ٹیکنالوجی کی ترقی کو مزید فروغ دیا۔

اس کے علاوہ ، شمسی خلیات بھی اپنی انوکھی خصوصیات کو ظاہر کرتے ہیں۔ یہ ایک بہت بڑا PN جنکشن کی طرح ہے ، جو شمسی توانائی کو موثر طریقے سے برقی توانائی میں تبدیل کرسکتا ہے۔ روشنی کے معیاری حالات کے تحت ، شمسی خلیات 0 48V کی درجہ بندی شدہ آؤٹ پٹ وولٹیج تیار کرسکتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں ، اس میں PN جنکشن کی تمام خصوصیات بھی ہیں ، جو اسے سورج کی روشنی کے تحت بجلی پیدا کرنے کے قابل بناتی ہے۔

عملی ایپلی کیشنز میں ، شمسی سیل ماڈیول عام طور پر متعدد شمسی خلیوں کے ذریعہ جڑے ہوتے ہیں اور شمسی لائٹنگ فکسچر اور دیگر آلات میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان اجزاء میں درجہ حرارت میں منفی درجہ حرارت کا گتانک ہوتا ہے ، یعنی درجہ حرارت میں ہر ڈگری میں اضافے کے لئے وولٹیج 2MV کی کمی ہوگی۔ ایک ہی وقت میں ، ان کے پاس کلیدی پیرامیٹرز بھی ہیں جیسے آئی ایس سی (شارٹ سرکٹ کرنٹ) ، آئی ایم (چوٹی کرنٹ) ، وی او سی (اوپن سرکٹ وولٹیج) ، وی ایم (چوٹی وولٹیج) اور وزیر اعظم (چوٹی کی طاقت) ، جو نظام کے معمول کے آپریشن اور اصلاح کے ل essential ضروری ہیں۔

یہ بات قابل ذکر ہے کہ شمسی سیل کی اوپن سرکٹ یا شارٹ سرکٹ ریاست اس کو نقصان نہیں پہنچائے گی۔ در حقیقت ، ہم اس خصوصیت کا استعمال سسٹم کی بیٹری کے چارجنگ اور خارج ہونے پر قابو پانے کے لئے کرتے ہیں۔ یہ ذہین کنٹرول کا طریقہ شمسی سیل کے استحکام اور استحکام کو مزید یقینی بناتا ہے۔
شمسی سیل کی آؤٹ پٹ پاور ڈبلیو پی کو سورج کی روشنی کے معیاری حالات میں ماپا جاتا ہے۔ یہ حالت یورپی کمیشن کے 101 معیار کی پیروی کرتی ہے ، جس میں تابکاری کی شدت 1000W\/M2 ، AM1.5 کا ہوا کا ایک ہوا اور 25 ڈگری کا بیٹری کا درجہ حرارت شامل ہے۔ عملی ایپلی کیشنز میں ، اس طرح کے حالات دھوپ والے دن دوپہر کے آس پاس سورج کی روشنی کے برابر ہیں۔ تاہم ، بہت سارے لوگوں کو غلطی سے یقین ہے کہ جب تک سورج کی روشنی ہوتی ہے ، شمسی سیل ریٹیڈ آؤٹ پٹ پاور پیدا کرسکتا ہے ، اور یہاں تک کہ یہ بھی سوچتا ہے کہ رات کے وقت فلوروسینٹ لائٹس کے تحت اسے عام طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ در حقیقت ، شمسی سیل کی آؤٹ پٹ پاور متحرک طور پر تبدیل ہوتی ہے اور بہت سے عوامل جیسے وقت اور جگہ سے متاثر ہوتی ہے۔ لہذا ، ایک ہی شمسی سیل کی آؤٹ پٹ پاور مختلف اوقات اور مقامات پر مختلف ہوگی۔

 

iii. 2. فوٹو وولٹک اثر
فوٹو وولٹائک اثر ، یا مختصر کے لئے فوٹو وولٹک اثر سے مراد ایک غیر مہذب سیمیکمڈکٹر کے مختلف حصوں یا سیمیکمڈکٹر کے امتزاج اور روشنی کے تحت دھات کے امتزاج کے ممکنہ فرق کے رجحان سے مراد ہے۔ شمسی خلیات اس اثر کو سولر تابکاری کو فوٹو الیکٹرک تبادلوں کے اصول کے ذریعے بجلی کی توانائی میں تبدیل کرنے کے لئے استعمال کرتے ہیں۔ اس فوٹو الیکٹرک تبادلوں کے عمل کو "فوٹو وولٹک اثر" کہا جاتا ہے ، لہذا شمسی خلیوں کو "فوٹو وولٹک سیل" بھی کہا جاتا ہے۔

شمسی خلیوں کے لئے استعمال ہونے والا سیمیکمڈکٹر مواد ایک خاص مادہ ہے جس کی خصوصیات کنڈکٹر اور انسولیٹر کے مابین ہیں۔ عام مادوں کے ایٹموں کی طرح ، سیمیکمڈکٹرز کے ایٹم مثبت چارج شدہ نیوکللی اور منفی چارج شدہ الیکٹرانوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ایک مثال کے طور پر سیمیکمڈکٹر سلیکن کو لے کر ، ایٹموں کی بیرونی پرت میں 4 الیکٹران ہوتے ہیں ، جو فکسڈ مدار میں نیوکلئس کے گرد گھومتے ہیں۔ جب بیرونی توانائی سے پرجوش ہوں گے تو ، یہ الیکٹران مدار سے الگ ہوجائیں گے اور مفت الیکٹران بن جائیں گے ، اور اصل پوزیشن میں "سوراخ" چھوڑ دیں گے۔

خالص سلیکن کرسٹل میں ، مفت الیکٹرانوں اور سوراخوں کی تعداد برابر ہے۔ تاہم ، بوران اور گیلیم جیسے مخصوص عناصر کے ساتھ ڈوپنگ کرکے ، سلیکن کی کوندکٹو خصوصیات کو تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ یہ عناصر الیکٹرانوں پر قبضہ کرسکتے ہیں ، اور سلیکن کو ایک سوراخ کی قسم کے سیمیکمڈکٹر میں تبدیل کرسکتے ہیں ، جس کی نمائندگی علامت پی کے ذریعہ کی جاتی ہے۔ اگرچہ فاسفورس اور آرسنک جیسے عناصر کا اضافہ سلیکن کو الیکٹران قسم کے سیمیکمڈکٹر میں تبدیل کردے گا ، جس کی نمائندگی علامت این کی نمائندگی کرتی ہے۔ یہ PN جنکشن ہے جو شمسی سیل کا بنیادی حصہ تشکیل دیتا ہے۔ یہ ایک رکاوٹ کی طرح ہے جو الیکٹرانوں اور سوراخوں کی آزادانہ حرکت میں رکاوٹ ہے۔

جب شمسی سیل کو سورج کی روشنی کا سامنا کرنا پڑتا ہے تو ، الیکٹران ہلکی توانائی کو جذب کرتے ہیں اور این قسم کے خطے میں منتقل ہوجاتے ہیں ، جس کی وجہ سے این قسم کے خطے پر منفی الزام عائد کیا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، سوراخ پی قسم کے خطے میں منتقل ہوجاتے ہیں ، جس سے پی قسم کے خطے کو مثبت الزام لگایا جاتا ہے۔ اس طرح سے ، ایک الیکٹروومیٹو فورس ، جسے عام طور پر وولٹیج کے نام سے جانا جاتا ہے ، پی این جنکشن کے دونوں سروں پر تیار کیا جاتا ہے۔ اگر دھات کی تاروں کو بالترتیب پی قسم کی پرت اور این قسم کی پرت پر ویلڈیڈ کیا جاتا ہے اور بوجھ منسلک ہوتا ہے تو ، موجودہ بیرونی سرکٹ میں بہہ جائے گا۔ اس طرح کے متعدد بیٹری عناصر کو سیریز میں اور متوازی طور پر مربوط کرکے ، مطلوبہ وولٹیج اور موجودہ آؤٹ پٹ تیار کیا جاسکتا ہے۔

اس وقت ، انتہائی پختہ اور تجارتی لحاظ سے قیمتی شمسی سیل سلیکن شمسی سیل ہے۔
شمسی خلیات ، ایک ایسا آلہ جو شمسی توانائی کو مؤثر طریقے سے فوٹو وولٹک اثر کے ذریعہ بجلی کی توانائی میں تبدیل کرتا ہے ، اس کی ایک بنیادی ڈھانچہ ہے جیسا کہ مذکورہ بالا اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔ جب سیمیکمڈکٹر مواد کی دو مختلف اقسام ، این ٹائپ اور پی ٹائپ ، ایک دوسرے کے ساتھ رابطے میں آجائیں تو ، ایک بلٹ ان الیکٹرک فیلڈ جس میں پی ٹائپ سے این ٹائپ کی طرف اشارہ کیا جاتا ہے وہ بازی اور بڑھے ہوئے اثرات کی وجہ سے ان کے انٹرفیس میں تشکیل پاتا ہے۔ جب شمسی سیل کی سطح پر سورج کی روشنی چمکتی ہے تو ، بینڈ گیپ سے زیادہ توانائی والے فوٹونز الیکٹران اور سوراخ کے جوڑے کو جوش دیتے ہیں۔ یہ غیر متوازن اقلیتی کیریئر مؤثر طریقے سے اندرونی برقی فیلڈ کی کارروائی کے تحت الگ ہوجاتے ہیں اور بیٹری کے مثبت اور منفی الیکٹروڈ پر جمع ہوتے ہیں ، اس طرح بیرونی بوجھ کے لئے مستحکم موجودہ پیداوار فراہم کرتے ہیں۔

 

iv. 3. کرسٹل سلیکن شمسی خلیوں کی ترقی کا رجحان
کرسٹل لائن سلیکن شمسی خلیات اعلی کارکردگی اور پتلی فلم کی سمت میں ترقی کر رہے ہیں۔ اعلی کارکردگی والے مونوکریسٹل لائن سلیکن خلیوں کے لحاظ سے ، اسٹینفورڈ یونیورسٹی کے بیک پوائنٹ رابطہ سیل (پی سی سی) ، یونیورسٹی آف نیو ساؤتھ ویلز (یو این ایس ڈبلیو) کے پاسیویٹیٹڈ ایمیٹر ریجن سیل (پی ای ایس سی ، پرک ، پرل) ، اور جرمنی میں فریموفر انسٹی ٹیوٹ کے لوکلائزڈ بیک سرفیس فیلڈ (ایل بی ایس ایف) سیل تمام سولر توانائی کے سیل ہیں۔ ایک ہی وقت میں ، پولی کرسٹل لائن سلیکن اعلی کارکردگی والے خلیوں نے بھی بہت زیادہ توجہ مبذول کروائی ہے۔ ان کا فائدہ یہ ہے کہ وہ بڑے پیمانے پر پیداوار کے ل suitable موزوں بڑے سائز کے مربع سلیکن انگوٹس کو براہ راست تیار کرسکتے ہیں ، جس میں آسان سامان اور توانائی کی بچت کی تیاری کے عمل کے ساتھ۔ اگرچہ پولی کرسٹل سلیکون خلیوں کی کارکردگی مادی اور اناج کی حدود سے متاثر ہوتی ہے ، لیکن اس کی کارکردگی کو گیٹیرنگ ، گزرنے اور بیک فیلڈ جیسی ٹکنالوجیوں کو اپنانے سے نمایاں طور پر بہتر بنایا گیا ہے۔ ان میں سے ، روایتی ایلومینیم حاصل کرنے کا عمل سیل کے پچھلے حصے میں ایلومینیم فلم کو بخارات بنانے کے بعد سیونٹرنگ کے ذریعہ تشکیل دیا جاتا ہے ، جو نہ صرف مینوفیکچرنگ کے عمل کو آسان بناتا ہے بلکہ سیل کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں بھی مدد کرتا ہے۔ اس کے علاوہ ، پولی کرسٹل لائن سلیکن کے معیار کو بہتر بنانے کے لئے ایک موثر طریقہ کے طور پر ، ہائیڈروجن گزرنے سے ، آئن امپلانٹیشن یا پلازما علاج کے ذریعے سلیکن جسم میں بانڈوں کو ڈنگلنگ جیسے نقائص کو نمایاں طور پر کم کیا جاسکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، سلیکن نائٹرائڈ اینٹی ریفلیکشن فلم کی ایک پرت PECVD کے ذریعہ پولی کرسٹل لائن سلیکن شمسی خلیوں کی سطح پر لیپت کی گئی ہے ، جو پولی کرسٹل لائن سلیکن کے ہائیڈروجن گزرنے کو بھی حاصل کرسکتی ہے۔ اس کے علاوہ ، سطح کے آکسیجن سے گزرنے والی ٹکنالوجی کو بھی اعلی کارکردگی والے شمسی خلیوں میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے ، خاص طور پر فوٹو وولٹائک گریڈ کرسٹل لائن سلیکن مواد میں ، جہاں اثر زیادہ واضح ہے۔ تھرمل آکسیکرن عام طور پر استعمال ہونے والے تکنیکی ذرائع میں سے ایک ہے ، اور کم درجہ حرارت پر پی ای سی وی ڈی سطح آکسیکرن بھی کچھ صلاحیتوں کو ظاہر کرتا ہے۔
پولی کرسٹل لائن سلیکن شمسی خلیوں کا سطح کا علاج

پولی کرسٹل لائن سلیکن شمسی خلیوں کی سطح پر متعدد کرسٹل واقفیت کی موجودگی کی وجہ سے ، (100) کرسٹل واقفیت کے ساتھ سنگل کرسٹل سلیکن کی طرح کھڑا کرکے ایک مثالی مخمل ڈھانچہ حاصل کرنا مشکل ہے۔ لہذا ، محققین انسداد عکاسی کے مقصد کو حاصل کرنے کے لئے سطح کے علاج کے مختلف طریقوں کی تلاش کے لئے پرعزم ہیں۔ ان میں سے ، سلیکن ویفرز کی سطح کو نالی کرنے کے لئے ملٹی بلیڈ پیسنے والے پہیے کا استعمال 10 سینٹی میٹر × 10 سینٹی میٹر سلیکن ویفرز کے عمل کے وقت کو 30 سیکنڈ تک کم کرسکتا ہے ، جس سے کچھ عملی صلاحیت موجود ہے۔

اس کے علاوہ ، پولی کرسٹل سلیکن شمسی خلیوں کے لئے اینٹی ریفلیکشن فلموں کے لئے غیر محفوظ سلیکن کو بھی عملی آپشن کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔ اس کا اینٹی ریفلیکشن اثر ڈبل اینٹی ریفلیکشن فلموں سے موازنہ ہے ، اس طرح پولی کرسٹل سلیکن خلیوں کی کارکردگی کو 13.4 فیصد تک بڑھاتا ہے۔

پتلی فلم بیٹریاں کی تحقیق اور ترقی

شمسی خلیوں کی لاگت کو مزید کم کرنے کے ل the ، فوٹو وولٹک فیلڈ پتلی فلم کی بیٹریوں کی تحقیق اور ترقی کو تلاش کرتا رہتا ہے۔ اس وقت ، امورفوس سلیکن پتلی فلم بیٹریاں ، گیلیم سلفائڈ (سی ڈی ٹی ای) بیٹریاں ، اور تانبے کے انڈیم سیلینائڈ (سی آئی ایس) بیٹریاں کامیابی کے ساتھ تیار کی گئیں ہیں۔ خاص طور پر ، امورفوس سلیکن بیٹریوں میں نسبتا simple آسان تیاری کا عمل اور کم لاگت ہوتی ہے ، اور انھوں نے بڑے پیمانے پر توجہ حاصل کی ہے۔

 

شمسی خلیوں کی پیکیجنگ

شمسی خلیوں کی پیکیجنگ شکل بیٹری کی کام کرنے والی زندگی کے لئے بہت ضروری ہے۔ فی الحال ، ٹکڑے ٹکڑے کا عمل مرکزی دھارے میں شامل ہوچکا ہے ، جو 25 سال سے زیادہ عرصے تک شمسی خلیوں کی کام کرنے والی زندگی کو یقینی بنا سکتا ہے۔ اس کے برعکس ، اگرچہ ڈرپ انکیپسولیشن کی ابتدائی ظاہری شکل خوبصورت ہے ، لیکن شمسی سیل کی کام کرنے والی زندگی 1 ~ 2 سال تک محدود ہے۔ لہذا ، کم طاقت والے شمسی لان لائٹس جیسی ایپلی کیشنز کے لئے جن کے لئے اعلی زندگی کی ضرورت نہیں ہوتی ہے ، ڈرپ انپسولیشن فارم استعمال کیا جاسکتا ہے۔ جبکہ ایک واضح خدمت زندگی کے ساتھ شمسی لائٹس کے ل ، ، یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ لامینیٹڈ انکپسولیشن فارم کا انتخاب کریں۔ اس کے علاوہ ، شمسی خلیوں کے ڈرپ انکیپسولیشن کے لئے بھی ایک نئی قسم کے سلیکون جیل مواد کا استعمال کیا جاتا ہے ، اور کہا جاتا ہے کہ اس کی کام کرنے والی زندگی 10 سال تک ہے۔

 

فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کی درجہ بندی

فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: آزاد اور گرڈ سے منسلک۔ آزاد فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے والے نظام بنیادی طور پر دور دراز علاقوں یا گرڈ کوریج کے بغیر علاقوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ جبکہ گرڈ سے منسلک فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم گرڈ سے جڑے ہوئے ہیں ، اور پیدا ہونے والی بجلی براہ راست گرڈ میں ان پٹ ہوسکتی ہے۔

1. آزاد شمسی توانائی سے بجلی پیدا کرنے کے نظام میں عام طور پر درج ذیل بنیادی اجزاء شامل ہوتے ہیں:

شمسی سیل سرنی: اس میں شمسی سیل ماڈیولز پر مشتمل ہے جو ایک خاص طریقے سے ترتیب دیا گیا ہے اور منسلک ہے ، جس کی تائید بریکٹ اور بنیادوں کے ذریعہ کی جاتی ہے۔

انرجی اسٹوریج بیٹری: اس کا انتخاب اصل ضروریات کے مطابق کیا جاسکتا ہے اور یہ مختلف قسم کے ریچارج ایبل بیٹریاں ہوسکتی ہیں۔

کنٹرولر: یہ توانائی کے اسٹوریج بیٹری پر شمسی سیل سرنی کے چارجنگ عمل کو کنٹرول کرنے کے لئے خاص طور پر ذمہ دار ہے۔ اس نظام کے محفوظ اور مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے متعدد تحفظ کے افعال ہیں۔
انورٹر: ایک ایسا آلہ جو توانائی اسٹوریج بیٹری کے ذریعہ فراہم کردہ ڈی سی پاور کو مطلوبہ AC پاور میں تبدیل کرتا ہے۔ مثال کے طور پر ، چین میں ، آؤٹ پٹ وولٹیج 220V ہے اور تعدد 50 ہ ہرٹز ہے۔
ڈسٹری بیوشن باکس اور متصل تاروں: سسٹم کے مختلف اجزاء کو مربوط کرنے اور آؤٹ پٹ پاور کا انتظام کرنے کے لئے ذمہ دار ہے۔

 

2. آزاد شمسی ڈی سی پاور جنریشن سسٹم
عام طور پر مندرجہ ذیل بنیادی اجزاء شامل ہوتے ہیں:

شمسی سیل سرنی: یہ شمسی سیل ماڈیولز پر مشتمل ہے جس کا اہتمام کیا جاتا ہے اور ایک خاص طریقے سے منسلک ہوتا ہے ، جس کو بریکٹ اور بنیادوں کے ذریعہ مضبوطی سے تائید حاصل ہے۔

انرجی اسٹوریج بیٹری: اس کا انتخاب اصل استعمال کی ضروریات کے مطابق کیا جاتا ہے اور اس میں مختلف قسم کے ریچارج ایبل بیٹریاں شامل ہوسکتی ہیں۔

کنٹرولر: یہ توانائی کے ذخیرہ کرنے والی بیٹری میں شمسی سیل سرنی کے چارجنگ عمل کی نگرانی اور ان پر قابو پانے کے لئے خاص طور پر ذمہ دار ہے۔ اس کے بلٹ ان متعدد تحفظ کے افعال کو نظام کے مستقل محفوظ اور مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

ڈسٹری بیوشن باکس اور متصل تاروں: نظام میں مختلف اجزاء کو ایک دوسرے سے مربوط کرنے اور آؤٹ پٹ پاور کو مؤثر طریقے سے سنبھالنے کے لئے ذمہ دار ہے۔

 

3. گرڈ سے منسلک شمسی AC بجلی پیدا کرنے کا نظام
گرڈ سے منسلک شمسی AC پاور جنریشن سسٹم میں عام طور پر مندرجہ ذیل اجزاء شامل ہوتے ہیں:

شمسی سیل سرنی: یہ شمسی سیل ماڈیولز پر مشتمل ہے جس کا اہتمام کیا جاتا ہے اور ایک خاص طریقے سے منسلک ہوتا ہے ، جس کو بریکٹ اور بنیادوں کے ذریعہ مضبوطی سے تائید حاصل ہے۔

انرجی اسٹوریج بیٹری: اصل استعمال کی ضروریات کے مطابق منتخب کریں ، جس میں مختلف قسم کے ریچارج ایبل بیٹریاں شامل ہوسکتی ہیں۔

کنٹرولر: انرجی اسٹوریج بیٹری پر شمسی سرنی کے چارجنگ عمل کی نگرانی اور ان پر قابو پانے کے لئے ذمہ دار ہے۔ اس کے متعدد تحفظ کے افعال نظام کے مستقل محفوظ اور مستحکم آپریشن کو یقینی بناتے ہیں۔

گرڈ سے منسلک انورٹر: انرجی اسٹوریج بیٹری کی ڈی سی پاور کو مطلوبہ AC پاور میں تبدیل کرتا ہے ، جیسے چین میں عام طور پر استعمال ہونے والی 220V50Hz۔

ڈسٹری بیوشن باکس اور کنیکٹنگ تاروں: سسٹم میں مختلف اجزاء کی آؤٹ پٹ پاور کو مربوط کرنے اور ان کا انتظام کرنے کے لئے ذمہ دار ہے۔

اس کے علاوہ ، شمسی توانائی سے لائٹنگ سسٹم بھی ایک اہم اطلاق کا علاقہ ہے۔ شمسی لیمپ کے ڈیزائن کو استعمال کے علاقے کی مخصوص شرائط پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ مشرقی چین میں ، شمسی سیل ماڈیولز کی درجہ بندی شدہ پاور اور لیمپ کی ان پٹ پاور کے درمیان مناسب تناسب تقریبا 2 2 ~ 4: 1 ہے ، اور مخصوص تناسب لیمپ کے کام کرنے کے وقت اور مسلسل بارش کے دنوں کی روشنی کی ضروریات پر منحصر ہے۔ شمسی خلیوں کی تنصیب بھی ایک کلیدی لنک ہے۔ اس کا جھکاؤ زاویہ اور سمت آؤٹ پٹ پاور اور سروس لائف کو متاثر کرے گی۔ دریائے یانگزی کے نچلے حصوں میں ، شمسی خلیوں کا مثالی جھکاؤ زاویہ تقریبا 40 40 ڈگری ہے ، جس کا سامنا جنوب کی وجہ سے ہے۔ ایک ہی وقت میں ، نام نہاد "ہیٹ آئلینڈ اثر" کو روکنے کے لئے ، یعنی ، ایک ہی شمسی سیل کو روکنے کے بعد گرمی کی وجہ سے نقصان پہنچا سکتا ہے ، ایک سے زیادہ شمسی خلیوں پر مشتمل شمسی سیل ماڈیول دراصل استعمال ہوتا ہے ، اور پرندوں سے متعلق پنوں کو جھکانے اور انسٹال کرنے جیسے اقدامات لیا جاتا ہے۔

شمسی لیمپ کے انداز اور طاقت سے قطع نظر ، چارج اور ڈسچارج کنٹرول سرکٹ ، جو اس کے بنیادی اجزاء میں سے ایک ہے ، بہت ضروری ہے۔ بیٹری کے استحکام کو یقینی بنانے کے ل its ، اس کے چارج اور خارج ہونے والے حالات کو زیادہ چارجنگ اور گہرے خارج ہونے والے مادہ کو روکنے کے لئے سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہئے۔ اس کے علاوہ ، شمسی فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے والے نظام کے ان پٹ انرجی کے بڑے اتار چڑھاو کی وجہ سے ، فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے والے نظام میں بیٹری کا چارجنگ کنٹرول عام بیٹریوں سے کہیں زیادہ پیچیدہ ہے۔ شمسی لیمپ کی کارکردگی اکثر چارج اور خارج ہونے والے کنٹرول سرکٹ کے ڈیزائن اور ان پر عمل درآمد پر منحصر ہوتی ہے۔ اگر اعلی کارکردگی کا چارج اور خارج ہونے والے کنٹرول سرکٹ کی کمی ہے تو ، شمسی لیمپ کی کارکردگی کی ضمانت دینا مشکل ہوگا۔

 

شمسی فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے کے وسیع پیمانے پر اطلاق کے تناظر میں ، توانائی کے ذخیرہ کرنے کے لئے لیڈ ایسڈ بیٹریوں کا انتخاب خاص طور پر اہم ہے۔ یورپ اور ریاستہائے متحدہ میں بڑے پیمانے پر شمسی فوٹو وولٹک منصوبوں سے لے کر میرے ملک کے گوانگنگ پروجیکٹ تک ، شمسی فوٹو وولٹک پاور جنریشن نے ترقی کی ایک مضبوط رفتار کو ظاہر کیا ہے۔ فوٹو وولٹک ٹکنالوجی کی ترقی اور کم لاگت والے فوٹو وولٹک ماڈیولز کی مقبولیت کے ساتھ ، اطلاق کے منظرنامے جیسے شمسی لیمپ ، فوٹو وولٹک پاور اسٹیشنوں ، اور گھریلو فوٹو وولٹک پاور ذرائع نے بیٹریاں کے لئے اعلی ضروریات کو آگے بڑھایا ہے۔ فی الحال ، والو ریگولیٹڈ مہر بند لیڈ ایسڈ بیٹریاں ، کولائیڈیل لیڈ ایسڈ بیٹریاں اور بحالی سے پاک لیڈ ایسڈ بیٹریاں فوٹو وولٹک سسٹم میں مرکزی دھارے میں شامل توانائی کے ذخیرہ کرنے والے طاقت کے ذرائع بن چکی ہیں۔ نظام کے مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے ان بیٹریاں کی موسم کی مزاحمت بہت ضروری ہے۔ اس مضمون میں قدرتی ماحول اور اس سے متعلقہ حلوں میں بیٹری کی زندگی اور صلاحیت پر درجہ حرارت کے اثرات اور اسی وقت توانائی کے ذخیرہ کرنے والے لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے انتخاب کے کلیدی نکات کا گہرا تجزیہ کرنے پر توجہ دی جائے گی۔

 

5. لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی زندگی پر درجہ حرارت کا اثر
وی آر ایل اے لیڈ ایسڈ بیٹریاں درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے ل very بہت حساس ہیں۔ ارینیس اصول کے مطابق ، جب درجہ حرارت 40 ڈگری سے زیادہ ہوجاتا ہے تو ، ہر 10 ڈگری میں اضافے کے لئے اس کی زندگی آدھی رہ جائے گی۔ بیٹری کی زندگی کے خاتمے کی بنیادی وجوہات میں سلفورک ایسڈ الیکٹرویلیٹ ، تھرمل بھاگنے اور اندرونی شارٹ سرکٹ کو خشک کرنا شامل ہیں۔

سلفورک ایسڈ الیکٹرولائٹ کو خشک کرنا لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی زندگی کو متاثر کرنے والے ایک اہم عوامل میں سے ایک ہے۔ تیزاب کو خشک کرنے سے بیٹری کی گنجائش کم ہوجائے گی یا اس سے بھی مکمل طور پر ناکام ہوجائے گی ، جو لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے لئے ایک انوکھا مسئلہ ہے۔ ممکنہ وجوہات میں کم گیس کی بحالی کی کارکردگی ، ہائیڈروجن اور آکسیجن ارتقاء اور پانی کے بخارات ، بیٹری کے شیل کے اندر پانی کے سیپج ، نا مناسب کنٹرول والو ڈیزائن ، اور چارجنگ آلات اور بیٹری وولٹیج کے مابین مماثلت شامل ہیں۔ یہ بات قابل غور ہے کہ جیسے جیسے محیطی درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے ، تین عوامل (2) ، (3) اور (4) کی وجہ سے پانی کے نقصان کی شرح تیز ہوجائے گی ، اس طرح لیڈ ایسڈ بیٹری کی خشک آؤٹ ناکامی کو تیز کرے گا۔

اس کے علاوہ ، تھرمل بھاگ جانے والا بھی ایک بڑا چیلنج ہے جس کا سامنا لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو بھی ہوتا ہے۔ چارجنگ اور خارج ہونے والے عمل کے دوران ، بیٹری گرمی پیدا کرتی ہے۔ اگر یہ وقت کے ساتھ فارغ نہیں ہوتا ہے تو ، بیٹری کا درجہ حرارت بڑھتا ہی رہے گا۔ خاص طور پر جب اعلی درجہ حرارت کے ماحول میں کام کرتے ہو تو ، بیٹری کے اندر جمع ہونے والی گرمی کو ختم کرنا زیادہ مشکل ہوتا ہے ، جس کی وجہ سے زیادہ گرمی ، پانی میں کمی میں اضافہ ، اندرونی مزاحمت میں اضافہ اور ایک شیطانی چکر کا باعث بن سکتا ہے ، آہستہ آہستہ تھرمل بھاگنے میں ترقی اور بالآخر بیٹری کی ناکامی کا سبب بنتا ہے۔

 

وی آر ایل اے لیڈ ایسڈ بیٹریاں انتہائی ناقص تھرمل چالکتا اور انتہائی چھوٹی گرمی کی گنجائش رکھتے ہیں جس کی وجہ سے ان کے منفرد دبلی پتلی مائع تنگ اسمبلی ڈیزائن اور جداکار میں 10 ٪ چھید ہیں۔ اس سے وی آر ایل اے لیڈ ایسڈ بیٹریاں اعلی درجہ حرارت کے ماحول میں تھرمل بھاگ جانے کا زیادہ خطرہ بناتی ہیں۔ چونکہ حفاظتی والو کے ذریعہ خارج ہونے والی گیس کی مقدار محدود ہے ، لہذا بیٹری کے اندر گرمی کو دور کرنا مشکل ہے۔ ایک بار تھرمل بھاگ جانے کے بعد ، بیٹری کو شدید طور پر خراب ، پھٹا اور مکمل طور پر ناکام ہوجائے گا۔

دوسری طرف ، اندرونی شارٹ سرکٹ بھی لیڈ ایسڈ بیٹری کی ناکامی کی ایک وجہ ہے۔ یہ بنیادی طور پر ڈایافرام مادے کی انحطاط اور عمر بڑھنے ، فعال مادے کی بہاؤ اور توسیع ، یا چارجنگ کے عمل کے دوران پیدا ہونے والے ڈینڈرائٹس کے ذریعہ ڈایافرام کی دخول کی وجہ سے ہوتا ہے۔ گہری خارج ہونے والے مادہ کے بعد ، بیٹری کا جذب کرنے والا جداکار مخمل یا منتشر بارش ، یا ڈینڈرائٹس کی تشکیل کا شکار ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں مثبت اور منفی پلیٹوں کے مائکرو شارٹ سرکٹس ہوتے ہیں۔
وی آر ایل اے لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے منفی الیکٹروڈ بے کار ڈیزائن کی وجہ سے ، منفی الیکٹروڈ کی چارجنگ کارکردگی چارجنگ کے ابتدائی اور درمیانی مراحل میں مثبت پلیٹ کی نسبت زیادہ ہے ، لہذا منفی الیکٹروڈ پہلے کافی مخمل کی سیسہ پیدا کرے گا ، جو آکسیجن کے دوبارہ گنتی کے رد عمل کے لئے موزوں ہے۔ بیٹریوں کے پیداواری عمل میں ، منفی الیکٹروڈ فعال مواد کی مقدار کو کنٹرول کرکے بیٹری کی کارکردگی کا انحطاط سست کیا جاسکتا ہے۔
اس کے علاوہ ، دھات کے نمکیات یا آکسائڈ جیسے زنک ، کیڈیمیم ، لتیم ، کوبالٹ ، تانبے ، اور میگنیشیم جیسے اضافے بیٹری کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے عام طور پر لیڈ ایسڈ بیٹریوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ یہ اضافے مضبوط الیکٹرولائٹس کے طور پر کام کرتے ہیں ، اور ان کے آئن خارج ہونے والے مادہ کے دوران منفی الیکٹروڈ میں منتقل ہوجاتے ہیں۔ ان دھات کے آئنوں کا کیمیائی کوآرڈینیشن اثر ہوتا ہے ، جو لیڈ سلفیٹ کی تشکیل کے امکان کو کم کرسکتا ہے۔ یہاں تک کہ اگر سیسہ سلفیٹ تشکیل دیا جاتا ہے تو ، اس کی ساخت نسبتا soft نرم اور نرم کرنے یا کم کرنے میں آسان ہے۔

بیٹری کا استعمال کرتے وقت ، مستحکم درجہ حرارت کو برقرار رکھنے کی کوشش کریں اور درجہ حرارت کی سخت تبدیلیوں سے پرہیز کریں تاکہ ڈینڈرائٹ بارش کے امکان کو کم کیا جاسکے۔ خلاصہ یہ ہے کہ ، اعلی درجہ حرارت بیٹری کے پانی کے نقصان اور خشک ہونے ، تھرمل بھاگنے ، مثبت گرڈ سنکنرن اور اخترتی کو تیز کرے گا ، جبکہ کم درجہ حرارت منفی الیکٹروڈ گزرنے کی ناکامی کا سبب بن سکتا ہے۔ درجہ حرارت کے اتار چڑھاو سے لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے اندرونی شارٹ سرکٹ میں تیزی آئے گی ، اور ان عوامل کا بیٹری کی زندگی پر منفی اثر پڑے گا۔

 

ششم لیڈ ایسڈ بیٹری کی گنجائش پر درجہ حرارت کا اثر

(i) ابتدائی صلاحیت کے نقصان کی پہلی قسم ، جسے پی سی ایل-ⅰ کہا جاتا ہے

لیڈ ایسڈ بیٹری کی گنجائش میں اچانک کمی کا بنیادی مجرم رکاوٹ پرت ہے۔ یہ رکاوٹ PB-CA-Sn-Al مصر کے تخلیق نو کے نقائص اور سیمیکمڈکٹر اثر سے اخذ کی گئی ہے۔ یہ مثبت الیکٹروڈ فعال مادے اور گرڈ کے مابین ایک غیر مستقیم کنڈکٹو رکاوٹ بناتا ہے۔ یہ رکاوٹ پرت سیمیکمڈکٹر خصوصیات کے ساتھ پیچیدہ کرسٹل پر مشتمل ہے اور درجہ حرارت سے حساس ہے۔ سیمیکمڈکٹر ڈوپنگ کے عمل جیسے بیٹری مرکب اور لیڈ پیسٹ ایڈیٹیو کو بہتر بنا کر ، ہم نے سیمیکمڈکٹر کرسٹل کی حساسیت کا فائدہ اٹھا کر کامیابی کے ساتھ چالکتا کو بہتر بنایا ہے ، اس طرح اس ناکامی کے موڈ کو مؤثر طریقے سے ختم کیا گیا ہے۔

 

(ii) ابتدائی صلاحیت کے نقصان کی دوسری قسم ، جسے پی سی ایل-ⅱ کہا جاتا ہے

لیڈ ایسڈ بیٹری کی گنجائش میں سست ڈراپ کا اصل مجرم عام گرڈ سنکنرن ، سلفیشن یا فعال مادی بہاؤ نہیں ہے ، بلکہ غیر محفوظ فعال مواد کی توسیع ہے۔ یہ توسیع خاص طور پر پی بی او 2 → پی بی ایس او 4 کے نرمی کے عمل میں واضح ہے ، جس کی وجہ سے نہ صرف مثبت فعال مواد نرم ہوجاتا ہے اور پیچیدہ ڈھانچے کو نقصان پہنچا ہے ، بلکہ آہستہ آہستہ فعال مواد کو نرم کرنے اور گرنے کا سبب بنتا ہے ، جس کے نتیجے میں مثبت پلیٹ کو آہستہ آہستہ شرح سے کھو جانے کا سبب بنتا ہے۔

 

(iii) ابتدائی صلاحیت کے نقصان کی تیسری قسم ، جسے PCL-ⅲ کہا جاتا ہے

لیڈ ایسڈ بیٹریاں چارج کرنے سے قاصر ہونے کا مسئلہ اکثر منفی الیکٹروڈ ایڈیٹیو کی سرگرمی میں کمی یا کمی سے ہوتا ہے۔ اس سے چارج کرنے ، ناقص قبولیت اور ناکافی ری چارجنگ میں دشواری کا باعث بن سکتا ہے ، اور بالآخر منفی پلیٹ کے نیچے 1\/3 کی سلفیشن کا باعث بنتا ہے۔

درجہ حرارت کے اعلی حالات میں ، منفی الیکٹروڈ ایڈیٹیو الیکٹرولائٹ میں گل جائیں گے یا تحلیل ہوجائیں گے ، جس سے ابتدائی نقصان ہوگا اور پھر منفی الیکٹروڈ مخمل کی سیسہ کو ختم کرنا پڑے گا۔ اس کے برعکس ، کم درجہ حرارت کے حالات میں ، کم گھلنشیلتا کی وجہ سے ، یہاں تک کہ اگر خارج ہونے والا موجودہ کم درجہ حرارت پر حراستی کی طرح ہی ہے اور خارج ہونے والے مادہ کی شرح میں کوئی تبدیلی نہیں ہے تو ، کم توازن گھلنشیلتا کے نسبت سنترپتی میں اضافہ ہوگا۔ اس کے علاوہ ، کم درجہ حرارت تیزاب کے حل کی واسکاسیٹی میں اضافہ کرے گا اور تیزاب بازی کی شرح کو کم کرے گا ، اس طرح بیٹری کی داخلی مزاحمت میں اضافہ ہوگا اور اس کی تیز رفتار بڑے پیمانے پر منتقلی کی کارکردگی کو متاثر کرے گا۔

 

گزرنے والی پرت کی موٹائی کا تعلق سیسہ سلفیٹ کے کرسٹل سائز ، پوروسٹی اور تاکنا ساخت سے قریب سے ہے ، جو لیڈ سلفیٹ کی گھلنشیلتا اور لیڈ الیکٹروڈ کی سطح پر حل کی سنترپتی سے قریب سے وابستہ ہیں۔ کم درجہ حرارت کے تحت ، اعلی موجودہ کثافت اور سلفورک ایسڈ حراستی کے تحت ، منفی الیکٹروڈ کی سطح پر حل کی سنترپتی بہت زیادہ ہوگی ، جس کے نتیجے میں گزرنے والی پرت کو گاڑھا ہونا پڑے گا ، جو آسانی سے خارج ہونے والی مشکلات کی وجہ سے بیٹری ناکام ہونے کا سبب بن سکتا ہے۔ اس وقت ، منفی پلیٹ پر نہ تو چارج کیا جاسکتا ہے اور نہ ہی خارج کیا جاسکتا ہے۔

مذکورہ بالا عوامل پر درجہ حرارت کے اثر و رسوخ کی میکانزم اور ڈگری میں متعدد مضامین کے نظریات شامل ہیں ، جن میں الیکٹرو کیمیکل تھرموڈینامکس ، الیکٹرو کیمیکل کینیٹکس ، وغیرہ شامل ہیں۔ یہ بات قابل غور ہے کہ اعلی درجہ حرارت بیٹری میں اضافے کی آکسیکرن کی ناکامی کا سبب بنتا ہے ، جس کے نتیجے میں فعال مادے کو گرنے کا سبب بنتا ہے اور بیٹری کی ابتدائی صلاحیت کے خاتمے میں تیزی آتی ہے۔ یہ کشی آخر کار لیڈ ایسڈ بیٹری کی زندگی کو مختصر کردے گی اور اس کی وشوسنییتا کو کم کردے گی۔

 

اس کے علاوہ ، مثبت پلیٹ کی سنکنرن بھی ایک مسئلہ ہے جسے نظرانداز نہیں کیا جاسکتا۔ کیمیائی تھرموڈینامکس کے اصول کے مطابق ، محیطی درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا ، لیڈ ایسڈ بیٹری کی خارج ہونے والی گہرائی ، اور الیکٹرویلیٹ کثافت زیادہ ، جو بدلے میں گرڈ کی سنکنرن کو بڑھاتا ہے۔ طویل مدتی اسٹوریج میں سنکنرن کی پرت کو گاڑھا کردے گا ، اس کے ساتھ گرڈ کی اخترتی اور کھینچنے کے ساتھ ، جس کے نتیجے میں گرڈ کی تناؤ کی طاقت میں کمی واقع ہوگی۔ جب فعال مواد گر جاتا ہے یا سنکنرن کی مصنوعات بہت موٹی ہوتی ہے تو ، گرڈ مزاحمت میں اضافہ ہوگا ، اس طرح بیٹری کی گنجائش متاثر ہوگی۔ ایک بار جب بیٹری کی گنجائش میں 20 ٪ کمی واقع ہو تو ، اس کا فیصلہ ناکام ہونے کے ساتھ کیا جاسکتا ہے۔

خلاصہ یہ کہ ، الیکٹرو کیمیکل کنٹینر کی حیثیت سے ، بیٹری محیطی درجہ حرارت میں تبدیلیوں کے لئے بہت حساس ہے۔ محیطی درجہ حرارت نہ صرف بیٹری کی زندگی کو متاثر کرتا ہے ، بلکہ اس کی صلاحیت پر بھی براہ راست اثر پڑتا ہے۔ دونوں باہم وابستہ اور لازم و ملزوم ہیں۔

کولائیڈیل لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی ترقی (والو ریگولیٹڈ لیڈ ایسڈ بیٹریاں)
حالیہ برسوں میں ، شمسی لیمپ کے میدان میں لیڈ ایسڈ بیٹریاں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی رہی ہیں۔ تاہم ، جب وی آر ایل اے لیڈ ایسڈ بیٹریاں قدرتی ماحول میں چوبیس گھنٹے کام کرتی ہیں تو ، ان کی موسمی مزاحمت کو چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، خاص طور پر درجہ حرارت کی حد میں -20 ڈگری ~ 40 ڈگری۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے ل we ، ہم نے بہتر موسم کی مزاحمت کے ساتھ ایک کولائیڈیل بیٹری کامیابی کے ساتھ تیار کی ہے ، جس کی آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد -40 ڈگری ~ 60 ڈگری تک پہنچ سکتی ہے ، جس سے لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی درخواست کی حد کو مزید وسعت دی جاسکتی ہے۔

 

کولائیڈیل لیڈ ایسڈ بیٹری ایک منفرد امیر مائع ڈیزائن اسکیم کو اپناتی ہے ، اور اس کے تیزاب مائع میں VRLA لیڈ ایسڈ بیٹری کے مقابلے میں 20 ٪ اضافہ کیا جاتا ہے۔ بیٹری قطب گروپ کے آس پاس اور ٹینکوں کے درمیان جیل الیکٹرولائٹ سے بھری ہوئی ہے ، جس کی وجہ سے اس میں گرمی کی بڑی صلاحیت اور گرمی کی بہترین کھپت ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ ، کولائیڈیل بیٹری بھی ابتدائی صلاحیت کے نقصان کے مذکورہ بالا تین مسائل پر قابو پالتی ہے اور اس میں مندرجہ ذیل اہم فوائد ہیں:

 

سب سے پہلے ، یہ اسمبلی دباؤ (خاص طور پر مثبت پلیٹ کی سطح پر دباؤ) میں اضافہ کرکے مثبت پلیٹ کے فعال مادے کی نرمی اور بہاو کو روکنے کے لئے ایک خصوصی غیر مائع غیر جیل الیکٹرولائٹ کا استعمال کرتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ کنٹرول والو آکسیجن کی بحالی میں اضافہ کرتا ہے اور پانی کے نقصان کو کم کرتا ہے ، اس طرح بیٹری کی زندگی میں توسیع ہوتی ہے۔

دوسرا ، کولائیڈیل بیٹری کے گرڈ ڈھانچے کو خصوصی عمل کے ذرائع اور مادی فارمولیشنوں کا استعمال کرتے ہوئے احتیاط سے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ ڈھانچہ مائکروپورس تشکیل دیتا ہے ، الیکٹروڈ اور الیکٹرویلیٹ کے مابین رد عمل کے انٹرفیس کو بڑھاتا ہے ، رابطے کی مزاحمت کو کم کرتا ہے ، اور الیکٹروڈ کے پولرائزیشن کو کم کرتا ہے۔ اس سے الیکٹروڈ کے فعال مادے کے استعمال کی شرح ، چارجنگ کی کارکردگی ، اور بیٹری کے خارج ہونے والے مادہ اور آؤٹ پٹ پاور کو بہت بہتر بنایا جاتا ہے۔

 

مزید برآں ، مثبت گرڈ متعدد عناصر کے متعدد مرکب جیسے PB-CA-SN-AL-SB-ZN-CD کا مجموعہ استعمال کرتا ہے ، جبکہ منفی گرڈ لیڈ-کیلسیم ٹن-ایلومینیم ہائی ہائیڈروجن سے زیادہ مقدار میں مواد کا استعمال کرتا ہے۔ اس طرح کا ڈیزائن نہ صرف بیٹری کی صلاحیت اور زندگی کو بہتر بناتا ہے ، بلکہ یہ بھی یقینی بناتا ہے کہ لیڈ ٹن ملٹی عنصری کھوٹ کلیکٹر میں چھوٹی داخلی مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت کی خصوصیات ہیں ، اور طویل مدتی تیرتے چارج کے استعمال کا مقابلہ کرسکتے ہیں۔

 

اس کے علاوہ ، نئی ٹیکنالوجیز کو اپنانے اور گرڈ مادی فارمولے کو بہتر بنانے سے ، کولیڈیل لیڈ ایسڈ بیٹری کی کریپ مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ ایک ہی وقت میں ، پلیٹ میں تیار کردہ کم مزاحمتی غیر محفوظ پیئ جداکار اور بھرپور مائع کی جگہ کا استعمال اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ تیزاب زیادہ بہہتا ہے ، ماحول کو آلودہ نہیں کرتا ہے ، یا بیٹری کے آپریشن کے دوران سامان کے حصوں کو خراب نہیں کرتا ہے ، اور آسانی سے گیس کیتھوڈ کو جذب کرسکتا ہے۔ ان بہتری کے اقدامات بیٹری کی زندگی کو مزید بڑھا دیتے ہیں۔

(vi) بیٹری شیل کا احاطہ ایک بھولبلییا کی قسم کا خاص طور پر تیار کردہ سانس لینے والے والو کو اپناتا ہے ، جس میں خصوصی اضافے کے ساتھ مل کر پانی کے نقصان کو مؤثر طریقے سے کم کیا جاتا ہے۔

(vii) اضافی استعمال کے استعمال سے ، منفی الیکٹروڈ کی عام چارجنگ حالت کو برقرار رکھا جاسکتا ہے ، منفی الیکٹروڈ سلفائڈیشن کو روکا جاسکتا ہے ، اور منفی الیکٹروڈ سیلف ڈسچارج کو کم کیا جاسکتا ہے۔ یہ نہ صرف منفی الیکٹروڈ کے مستحکم چارج کو یقینی بناتا ہے ، بلکہ مثبت الیکٹروڈ کے پولرائزیشن کی صلاحیت کو بھی کم کرتا ہے ، اس طرح مثبت گرڈ کی سنکنرن کو کم کرتا ہے اور بیٹری کی خدمت کی زندگی کو مزید بڑھا دیتا ہے۔

 

اگلا ، ہم فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے کی ترقی کی تاریخ اور موجودہ حیثیت کو تلاش کریں گے۔ 1954 میں پہلے عملی فوٹو وولٹک سیل کی پیدائش کے بعد سے ، شمسی فوٹو وولٹک بجلی کی پیداوار نے نمایاں پیشرفت کی ہے۔ اگرچہ اس کی ترقی کی رفتار کمپیوٹر اور فائبر آپٹک مواصلات کے مقابلے میں قدرے سست ہے ، لیکن توانائی کی بڑھتی ہوئی طلب اور روایتی توانائی کی حدود نے آہستہ آہستہ فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے کی طرف توجہ مبذول کرلی ہے۔ خاص طور پر ، 1973 میں تیل کے بحران اور 1990 کی دہائی میں ماحولیاتی آلودگی کے مسائل نے فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے والی ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی کو فروغ دیا۔ اس کے ترقیاتی عمل کا خلاصہ مندرجہ ذیل مراحل میں کیا جاسکتا ہے:
1893 میں ، فرانسیسی سائنسدان بیکریل نے "فوٹو وولٹک اثر" دریافت کیا ، جس نے فوٹو وولٹک ٹکنالوجی کی ترقی کی بنیاد رکھی۔ اس کے بعد ، ایڈمز اور دیگر نے 1876 میں دھاتوں اور سیلینیم شیٹوں پر ٹھوس ریاست فوٹو وولٹک اثر کا پتہ چلا ، جس نے فوٹو وولٹک ٹکنالوجی میں ایک نیا باب کھولا۔ 1883 میں ، پہلا "سیلینیم فوٹوسیل" مختلف شعبوں میں حساس ڈیوائس کے طور پر بنایا گیا تھا اور استعمال کیا گیا تھا۔

 

20 ویں صدی میں داخل ہونے سے ، فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی نے نمایاں پیشرفت کی ہے۔ 1930 میں ، سکاٹکی نے CU2O بیریئر کے "فوٹو وولٹک اثر" تھیوری کی تجویز پیش کی ، جس نے بعد کی تحقیق کے لئے اہم مدد فراہم کی۔ اسی سال میں ، لینجر نے سب سے پہلے شمسی توانائی کو بجلی کی توانائی میں تبدیل کرنے کے لئے "شمسی خلیوں" کی تیاری کے لئے "فوٹو وولٹک اثر" کو استعمال کرنے کی تجویز پیش کی۔

 

تحقیق کو گہرا کرنے کے ساتھ ، فوٹو وولٹک خلیوں کی کارکردگی میں مسلسل بہتری آئی ہے۔ 1954 میں ، چابن اور پیرسن نے ریاستہائے متحدہ میں بیل لیبارٹریز میں کامیابی کے ساتھ عملی سنگل کرسٹل شمسی خلیوں کو 6 فیصد کی کارکردگی کے ساتھ بنایا ، جس میں یہ نشان لگا دیا گیا ہے کہ فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی ترقی کے ایک نئے مرحلے میں داخل ہوئی ہے۔ اسی سال میں ، ویکر نے گیلیم آرسنائڈ کے فوٹو وولٹائک اثر کو دریافت کیا اور پتلی فلم شمسی خلیوں کو بنایا ، جس سے ٹکنالوجی کی ترقی کو مزید فروغ ملتا ہے۔

 

اس کے بعد ، ممالک نے فوٹو وولٹک ٹکنالوجی کی تحقیق اور ترقی کے لئے خود کو وقف کردیا ہے۔ 1958 میں ، شمسی خلیوں کو پہلی بار خلا میں استعمال کیا گیا ، جو امریکی پاینیر 1 سیٹلائٹ کی بجلی کی فراہمی سے لیس تھا ، جس میں اس کے وسیع اطلاق کے امکانات دکھائے گئے تھے۔ پولی کرسٹل لائن سلیکن شمسی خلیوں کی پیدائش اور سلیکن شمسی خلیوں کے گرڈ سے منسلک آپریشن کے ساتھ ، فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی آہستہ آہستہ ایک قابل اعتماد توانائی کا حل بن گئی ہے۔

 

1990 کی دہائی میں داخل ہونے کے بعد ، فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی نے ترقی کی ترقی کی ہے۔ گیلیم آرسنائڈ شمسی خلیوں کی فوٹو الیکٹرک تبادلوں کی کارکردگی 13 ٪ تک پہنچ گئی ہے ، اور پتلی فلم کیڈیمیم سلفائڈ شمسی خلیوں کی کارکردگی بھی 8 ٪ تک پہنچ گئی ہے۔ اس کے علاوہ ، الٹرا وایلیٹ خلیوں اور بیک فیلڈ خلیوں کی کامیاب نشوونما نے فوٹو وولٹک خلیوں کی کارکردگی اور اطلاق کے دائرہ کار میں مزید بہتری لائی ہے۔

 

چونکہ دنیا کا قابل تجدید توانائی کا حصول تیزی سے ضروری ہوتا جاتا ہے ، فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی تحقیق کا ایک گرما گرم موضوع بن چکی ہے۔ ممالک نے فوٹو وولٹک ٹکنالوجی کے وسیع پیمانے پر اطلاق کو فروغ دینے کے لئے فوٹو وولٹک چھت کے منصوبوں اور ترقیاتی اہداف کی تجویز پیش کی ہے۔ 1997 کے بعد ، ریاستہائے متحدہ ، جاپان ، اور یوروپی یونین نے تمام شاندار فوٹو وولٹک ترقیاتی منصوبوں کی تجویز پیش کی ہے ، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی ترقی کے ایک نئے مرحلے کا آغاز کرنے والی ہے۔

 

فی الحال ، فوٹو وولٹک ٹکنالوجی کا اطلاق زیادہ سے زیادہ وسیع ہوگیا ہے ، نہ صرف پاور فیلڈ میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے ، بلکہ نقل و حمل ، تعمیرات اور دیگر شعبوں کے لئے صاف اور موثر توانائی کے حل بھی فراہم کرتا ہے۔ مستقبل کی طرف دیکھتے ہوئے ، فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ عالمی توانائی کے میدان میں زیادہ اہم پوزیشن پر قبضہ کریں گے اور بنی نوع انسان کی پائیدار ترقی میں زیادہ سے زیادہ شراکت کریں گے۔