# சூரிய மின்கலம்

## ஒளி உட்கவரும் பொருள்கள்

### மெல்லிய ஏடுகள்

#### சிலிக்கான் மெல்லிய ஏடுகள்

சிலிக்கான் மெல்லிய-ஏடு மின்கலங்கள் பிரதானமாக, சிலான் வாயு மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயு ஆகியவற்றிலிருந்து வேதி ஆவிப் படிவு மூலம் (வழக்கமாக ப்ளாஸ்மா-மேம்படுத்தப்பட்ட (PE-CVD)) படிவாக்கப்படுகின்றன. படிவு அளவுருக்களைப் பொறுத்து, இது பின்வருவனவற்றை வழங்கக்கூடும்:
1. அமார்ஃபஸ் சிலிக்கான் (a-Si or a-Si:H)
1. புரோட்டோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் அல்லது
1. நானோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் (nc-Si or nc-Si:H), மைக்ரோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் எனவும் அழைக்கப்படுகிறது.  
நானோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கானின் குறைந்த பருமன் பின்னம் கொண்ட புரோட்டோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் அதிக திறந்த சுற்று மின்னழுத்தத்திற்கு மிகவும் உகந்தது எனக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இந்த சிலிக்கான் வகைகள் கட்டற்ற மற்றும் முறுக்கப்பட்ட பிணைப்புகளை வழங்குகின்றன, இவற்றால் ஆழ் குறைகள் (பட்டை இடைவெளிகளில் ஆற்றல் மட்டங்கள்) மற்றும் இணைதிறன் மற்றும் கடத்துப் பட்டகளின் உருக்குலைவு (பட்டை வால்கள்) ஆகியவை விளையலாம். இந்தப் பொருள்களிலிருந்து உருவாக்கப்படும் சூரிய மின்கலங்கள் *தொகுப்பு* சிலிக்கானை விட குறைந்த *ஆற்றல் மாற்ற செயல்திறன்* கொண்டுள்ளன, ஆனால் உற்பத்தி செய்வதற்கும் செலவு குறைவானவை. விழக்கூடிய ஃபோட்டான் ஒன்றுக்கான சேகரிக்கப்படும் மின்சுமைகளின் எண்ணிக்கை குறைக்கப்படுவதால், மெல்லிய ஏடு சூரிய மின்கலங்களின் குவாண்டம் செயல்திறனும் குறைவாகவே உள்ளது.  
அமார்ஃபஸ் சிலிக்கானானது கிரிஸ்டலின் சிலிக்கானை (c-Si) (1.1 eV) விட அதிக பட்டை இடைவெளியைக் (1.7 eV) கொண்டுள்ளது, அதாவது அது சூரிய நிறமாலையின் அகச்சிவப்பு பகுதியை விட கட்புலனாகக்கூடிய பகுதியை வலிமையாக உட்கவர்கிறது. **nc-Si** இன் இடைவெளி c-Si இன் பட்டை இடைவெளிக்கு சமமாகவே இருப்பதால் nc-Si மற்றும் a-Si ஆகியவற்றை சிறப்பாக மெல்லிய ஏடுகளில் அமைக்க முடியும், இதனால் **வரியிணை மின்கலம்** எனப்படும் அடுக்கமைவு மின்கலத்தை உருவாக்க முடியும். a-Si இல் உள்ள மேலே உள்ள மின்கலம் சூரிய நிறமாலையில் கட்புலனாகக்கூடிய ஒளியை உட்கவர்ந்து nc-Si இல் உள்ள அடிப்பகுதி மின்கலத்திற்காக அகச்சிவப்புப் பகுதியை அனுப்புகிறது.  
சமீபத்தில், மெல்லிய-ஏடு கிரிஸ்டலின் சிலிக்கானின் குறைபாடுகளை எதிர்கொள்வதற்கான தீர்வுகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பலவீனமாக உட்கவரப்பட்ட நீண்ட அலைநீளம் கொண்ட ஒளியானது சிலிக்கானுடன் இணையாக்கப்பட்டு ஏட்டின் வழியே பல முறை கடந்து செல்ல்லும் இடங்களில் உள்ள ஒளி அமைப்பு முறைகள் மெல்லிய சிலிக்கான் ஏடுகளிலான சூரிய ஒளி உட்கவர்தலை குறிப்பிடத்தக்க அளவு மேம்படுத்துகின்றன. வெப்ப செயலாக்க நுட்பங்கள் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் சிலிக்கானின் படிகத் தரத்தை மேம்படுத்தலாம், மேலும் இதனால் இறுதி நிலை சூரிய மின்கலங்களின் அதிக செயல்திறன்கள் அடையப்படுகின்றன.  
குறை-ஊடுருவுத்தன்மை கொண்ட சூரிய மின்கலங்களின் வடிவில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட ஒளிமின்னழுத்தவியல் அமைப்புகளைக் (BIPV) கட்டமைப்பதற்கான சிலிக்கான் மெல்லிய ஏடு தொழில்நுட்பமானது உருவாக்கப்பட்டு வருகிறது, அது அதை சாளரக் கண்ணாடி அமைத்தல் போலப் பயன்படுத்தலாம். இந்த மின்கலங்கள் மின்சாரத்தை உருவாக்கும் அதே வேளையில் சாளரத் திரைகளாகவும் செயல்படும்.  
##### நானோகிரிஸ்டலின் சூரிய மின்கலங்கள்  
இந்தக் கட்டமைப்புகள் ஒரே மெல்லிய-ஏடு ஒளி உட்கவரும் பொருள்கள் சிலவற்றைப் பயன்படுத்துகின்றன, ஆனால் இவை மிகவும் மெல்லிய உட்கவர் பொருளாக தாங்கி நிற்கும் கடத்தும் தன்மை கொண்ட பாலிமரின் அணி அல்லது எதிரொளிப்புகளை அதிகரிப்பதற்காக (இதனால் ஒளி உட்கவர்தல் நிகழ்தகவை அதிகரிக்க) அதிக மேற்பரப்பைக் கொண்டுள்ள மீசோபோரஸ் உலோக ஆக்சைடு ஆகியவற்றைச் சார்ந்தே உள்ளன. நானோபடிகங்களைப் பயன்படுத்துவதால், பொதுவான எக்சைட்டான் விரவல் நீளமான நானோமீட்டர் அளவிலான நீளங்களில் வடிவமைக்க முடிகிறது. குறிப்பாக, ஒற்றை-நானோபடிக ('சேனல்') சாதனங்களில், மின்முனைகளுக்கிடையே அமைந்த ஒற்றை p-n சந்திகளின் அணிவரிசையானது சுமார் விரவல் நீளத்திற்கு சமமான காலகட்டத்திற்குப் பிரிக்கப்பட்டிருப்பது, அதிக செயல்திறனுக்கான சாத்தியக்கூறுள்ள சூரிய மின்கலங்களுக்கான புதிய கட்டமைப்பைக் குறிக்கிறது.