# சூரிய மின்கலம்

## சூரிய மின்கலங்களின் வரலாறு

"photovoltaic" என்ற சொல்லானது கிரேக்க சொற்களான "ஒளி" என்ற பொருளுடைய φῶς (*phōs* ) மற்றும் மின்சாரம் என்ற பொருளுடைய "வோல்டாயிக்" ஆகியவற்றிலிருந்து உருவானதாகும், வோல்டாயிக் என்ற சொல் இத்தாலிய இயற்பியலாளர் வோல்டா அவர்களின் பெயரிலிருந்து உருவானது, மின்னூக்க விசையின் அலகான வோல்ட் என்பது அவரின் நினைவாக வைக்கப்பட்ட பெயரே ஆகும். "photo-voltaic" என்ற சொல் 1843 ஆம் ஆண்டிலிருந்து ஆங்கிலத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டுவருகிறது.  
ஒளி மின்னழுத்த விளைவு முதன் முதலில் 1839 ஆம் ஆண்டில் பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் ஏ. ஈ. பெக்கோரல் என்பவரால் கண்டறியப்பட்டது. இருப்பினும், சார்லஸ் ஃப்ரிட்ஸ் அவர்களால் 1883 ஆம் ஆண்டில் முதல் சூரிய மின்கலம் உருவாக்கப்படும் வரை அது கண்டறியப்படவில்லை. அவர் குறைக்கடத்தி செலினியத்தை மிகவும் மெல்லிய தங்க பூச்சினால் மேலமைத்து சந்திப்புகளை உருவாக்கினார். அந்த சாதனமானது சுமார் 1% மட்டுமே செயல்திறனுடையதாக இருந்தது. அதைத் தொடர்ந்து ரஷ்ய இயற்பியலாளர் அலெக்சாண்டர் ஸ்டோலெட்டோவ் வெளி ஒளிமின் விளைவை (1887 ஆம் ஆண்டில் ஹென்றிச் ஹெர்ட்ஸ் அவர்களால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது) அடிப்படையாகக் கொண்டு முதல் சூரிய மின்கலத்தை உருவாக்கினார். ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் 1905 ஆம் ஆண்டில் ஒளிமின் விளைவை விளக்கினார். அதற்காக அவருக்கு 1921 ஆம் ஆண்டில் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. ரஸ்ஸல் ஓல் 1946 ஆம் ஆண்டில் நவீன சந்திப்பு குறைக்கடத்தி மின்கலத்திற்கான காப்புரிமை பெற்றார், அது டிரான்சிஸ்டர் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கக்கூடிய தொடர் செயல்கள் தொடர்பாக பணிபுரிந்துகொண்டிருந்த போது கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.  
சூரிய ஆற்றல் தொழில்நுட்பத்தின் நவீன யுகம் 1954 ஆம் ஆண்டில் தொடங்கியது, அப்போது பெல் ஆய்வகம் குறைக்கடத்திகளைக் கொண்டு பரிசோதனைகளில் ஈடுபட்டுக்கொண்டிருக்கும் போது, சில மாசுக்கள் கலக்கப்பட்ட சிலிக்கானானது ஒளியுணர்தன்மை அதிகம் கொண்டிருப்பதை தற்செயலாகக் கண்டுபிடித்தது. டேரில் சாப்பின் பெல் ஆயவகத்தின் சக பணியாளர்களான கால்வின் ஃபுல்லர் மற்றும் ஜெரால்ட் பீர்சன் ஆகியோருடன் இணைந்து, சூரிய ஒளியை பயன்மிக்க மின் சக்தியாக மாற்றக்கூடிய முதல் நடைமுறைச் சாதனத்தை உருவாக்கினார். இதன் விளைவாக சுமார் 6% செயல்திறனுள்ள சூரிய ஒளியிலிருந்து ஆற்றலை உருவாக்கும் அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டன.சூரிய பேட்டரிக்கான செயல்விளக்கம் முதன் முதலில் 1954 ஆம் ஆண்டு ஏப்ரல் 25 அன்று வழங்கப்பட்டது. 1958 ஆம் ஆண்டு மார்ச் மாதத்தில் செலுத்தப்பட்ட அமெரிக்க செயற்கைக்கோளான வான்கார்டு 1 என்பதே முதல் விண்கலமாகும். அதற்கான சூரிய மின்கலங்கள் ஹாஃப்மேன் எலக்ட்ரானிக்ஸ் நிறுவனத்தால் உருவாக்கப்பட்டன. ஒரு மைல்கல்லாக அமைந்த இந்த நிகழ்ச்சி, சூரிய ஆற்றலிலிருந்து தேவையான மின்னாற்றலைப் பெற்று நிலையாகப் பொருத்தப்பட்ட நிலையில் இயங்கும் தகவல்தொடர்பு செயற்கைக்கோள்களை உருவாக்கி விண்ணில் செலுத்தும் ஆர்வத்தை உருவாக்கியது. இதுவே, பல அரசாங்கங்களை மேம்பட்ட சூரிய மின்கலங்கள் தொடர்பான ஆராய்ச்சிக்கு நிதி உதவி வழங்கத் தூண்டிய முக்கியமான முன்னேற்றமாகும்.  
1970 ஆம் ஆண்டில் அதிக செயல்திறன் வாய்ந்த முதல் GaAs கலப்புக்கட்டமைப்புத் தன்மை கொண்ட சூரிய மின்கலங்களை ஜோர்ஸ் ஆல்ஃபெரோ மற்றும் அவரது குழுவினர் USSR இல் உருவாக்கினர். மெட்டல் ஆர்கானிக் கெமிக்கல் வேப்பர் டெப்பாசிஷன் (MOCVD அல்லது OMCVD) தயாரிப்பு உபகரணமானது 1980களின் முற்பகுதி வரை உருவாக்கப்படவில்லை, இதனால் GaAs சூரிய மின்கலத்தை உருவாக்குவதற்கான நிறுவனங்களின் திறன் குறைவாக இருந்தது. அமெரிக்காவில், முதல் 17% செயல்திறனுள்ள காற்று நிறை பூச்சியம் கொண்ட (AM0) ஒற்றை சந்தி GaAs சூரிய மின்கலங்கள், 1988 ஆம் ஆண்டில் உற்பத்தி அளவீடுகளில் அப்ளைடு சோலார் எனர்ஜி கார்ப்பரேஷன் (ASEC) நிறுவனத்தால் உருவாக்கப்பட்டன. "இரட்டைச் சந்தி" மின்கலமானது ASEC நிறுவனம், GaAs அடிமூலக்கூறிலிருந்த GaAs இலிருந்து GaAs ஜெர்மானிய (Ge) அடிமூலக்கூறாக மாற்ற மேற்கொண்ட செயலாக்கத்தின் விளைவாக 1989 ஆம் ஆண்டில் உற்பத்தி அளவீடுகளில் தற்செயலாக உருவாக்கப்பட்டது. GaAs தாங்கல் அடுக்குடன் தற்செயலாக செய்யப்பட்ட Ge இன் மாசுக்கலப்பினால் உயர் திறந்த சுற்று மின்னழுத்தங்களை உருவாக்கியது, இதிலிருந்து Ge அடிமூலக்கூறை மற்றொரு மின்கலமாகப் பயன்படுத்துவதற்கான சாத்தியக்கூறு கண்டறியப்பட்டது. GaAs ஒற்றை-சந்தி மின்கலங்கள் 1993 ஆம் ஆண்டில் 19% AM0 உற்பத்தி செயல்திறனை அடைந்திருந்த்தால், ASEC நிறுவனம் அமெரிக்காவில் விண்கலங்களில் பயன்படுத்துவதற்கான முதல் இரட்டைச் சந்தி மின்கலங்களை உருவாக்கியது, அவற்றின் செயல்திறன் சுமார் 20% இலிருந்து தொடங்கியது. இந்த மின்கலங்கள் Ge ஐ இரண்டாம் நிலை மின்கல்மாகப் பயன்படுத்தவில்லை, ஆனால் மற்றொரு GaAs-அடிப்படையிலான மின்கலத்தைப் பயன்படுத்தின. அதன் விளைவாக சுமார் 22% செயல்திறனுடன் கூடிய விதத்திலான GaAs இரட்டைச் சந்தி மின்கலங்கள் உற்பத்திக்கு வந்தன. முச்சந்தி சூரிய மின்கலங்களின் AM0 தொடக்க செயல்திறன் தோராயமாக 2000 ஆம் ஆண்டில் 24%, 2002 ஆம் ஆண்டில் 26%, 2005 ஆம் ஆண்டில் 28% மற்றும் 2007 ஆம் ஆண்டில் 30% என்ற அளவிலான AM0 உற்பத்தி செயல்திறனை அடைந்தன, தற்போது தகுதிசெயலாக்கத்தில் உள்ளது.  
பல சந்தி சூரிய மின்கலங்களுக்கான செயல்திறன் பற்றிய சமீபத்திய உலக சாதனைகள் பற்றிய விவரங்கள் சாதனைகள் பிரிவில் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளன.