# சூரிய மின்கலம்

## பொருள்கள் மற்றும் சாதனங்கள் பற்றிய தற்போதைய ஆராய்ச்சிகள்

### சிலிக்கான் செயலாக்கம்

தேவையான அளவு தூயதாக உள்ள சிலிக்கானைப் பெறுவதற்கான மலிவான முறைகளை உருவாக்குவது செலவைக் குறைப்பதற்கான ஒரு வழியாகும். சிலிக்கான் என்பது பொதுவாகக் கிடைக்கக்கூடிய ஒரு தனிமமாகும், ஆனால் சாதரணமாக அது சிலிக்கா அல்லது சிலிக்கா மணலில் உள்ளது. சிலிக்கானை உருவாக்குவதற்காக சிலிக்காவை (SiO<sub>2</sub>) வேதிவினைக்குட்படுத்துவது என்பது அதிக ஆற்றல் செலவாகும் ஒரு செயலாக்கமாகும்- தற்போதைய செயல்திறன்களில், ஒரு வழக்கமான சூரிய மின்கலம், அதில் உள்ள சிலிக்கானை உருவாக்குவதற்குத் தேவையான மின்சாரத்தை உருவாக்க ஒன்று முதல் இரண்டு ஆண்டுகள் தேவைப்படும். அதிக ஆற்றல் செயல்திறன் மிக்க தொகுப்பாக்க முறைகள் சூரிய ஆற்றல் துறை மட்டுமின்றி சிலிக்கான் தொழில்நுட்பம் தொடர்பான அனைத்து தொழில்நுட்பங்களுக்குமே பயனுள்ளதாக இருக்கும்.  
சிலிக்கானின் தற்போதைய தொழிற்துறை ரீதியான உருவாக்கமானது கார்பன் (சாக்கோரல்) மற்றும் சிலிக்காவை சுமார் 1700&nbsp;°C வெப்பநிலையில் வேதிவினைக்குட்படுத்துவதன் மூலம் நிகழ்த்தப்படுகிறது. கார்போதெர்மிக் ஒடுக்கம் எனப்படும் இந்த செயலாக்கத்தில், ஒவ்வொரு டன் சிலிக்கானும் (உலோகவியல் தரத்திலான சுமார் 98% தூயது) 1.5 டன்கள் கார்பன் டை ஆக்ஸைடை உமிழ்ந்து உருவாக்கப்படுகிறது.  
மிகவும் நுண்ணிய வெப்பநிலையில் (800 முதல் 900&nbsp;°C) ஒரு உப்புத் தொட்டியில் நிகழ்த்தப்படும் மின்பகுப்பின் மூலமாக திட சிலிக்காவை நேரடியாக தூய சிலிக்கானாக மாற்ற முடியும் (ஒடுக்குதல்). இந்தப் புதிய செயலாக்கமானது தத்துவ ரீதியாக FFC கேம்ப்ரிட்ஜ் செயலாக்கத்தினதைப் போன்றதேயாகும், அது 1996 ஆம் ஆண்டில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, இது போன்ற மின்பகுளி சிலிக்கான் போரஸ் சிலிக்கானாக உள்ளது, மேலும் அவை எளிதில் சில மைக்ரோமீட்டர்கள் அளவு மட்டுமே உடைய நுண்ணிய துகள்களாக மாறுகின்றன என்பது ஓர் சுவாரஸ்யமான ஆய்வக கண்டுபிடிப்பாகும், மேலும் இதனால் இது புதிய சூரிய மின்கல தொழில்நுட்பங்களுக்கான வாய்ப்புகளை வழங்குகிறது.  
செதில்களை ஒளி ஊடுருவக்கூடிய கட்டமைப்பியல் மூடிகளாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய, மிக மெல்லிய மற்றும் கற்பனை ரீதியாக ஒளி ஊடுருவக்கூடிய தன்மை கொண்ட அடுக்குகளாக எந்திர செயலாக்கம் செய்வதன் மூலம் பயன்படுத்தப்படும் சிலிக்கானின் அளவைக் குறைப்பதன் மூலம் செலவைக் குறைக்கும் மற்றொரு அணுகுமுறையாகும். இந்த முறையில் பொதுவாக 1 முதல் 2 மி.மீ. தடிமன் கொண்ட ஒரு சிலிக்கான் செதிலை எடுத்துக்கொண்டு, செதிலின் குறுக்கே இணையான, குறுக்குத் தன்மையிலான ஸ்லைஸ்களை உருவாக்குவதன் மூலம் அதிக எண்ணிக்கையிலான 50 மைக்ரோமீட்டர்கள் தடிமனும் அசல் செதிலின் தடிமனுக்கு சமமான அகலத்தையும் கொண்ட அதிக எண்ணிக்கையிலான திரிகளை உருவாக்கும் செயல் முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த திரிகள் 90 டிகிரிகளுக்கு சுழற்றப்படுகின்றன, இதனால் அசல் செதிலின் அந்தந்தப் பக்கங்களின் பரப்புகள் திரிகளின் விளிம்புகளாக அமையும். இதன் விளைவாக, எடுத்துக்காட்டுக்கு, ஒரு பக்கத்திற்கு சுமார் 175 செ.மீ.<sup>2</sup> பரப்பு கொண்ட வெளிக்காட்டப்படும் சிலிக்கானைக் கொண்டுள்ள ஒரு 150 மி.மீ. விட்டமும் 2 மி.மீ.-தடிமனும் கொண்ட செதில் ஒன்று, 100 மி.மீ. × 2 மி.மீ. × 0.1 மி.மீ. பரிமாணம் கொண்ட சுமார் 1000 திரிகளாக மாற்றப்படுகின்றது, இதன் விளைவாக வெளிக்காட்டப்படும் மொத்த சிலிக்கான் பரப்பின் பரப்பளவு, ஒரு பக்கத்திற்கு, 2000 செ.மீ.<sup>2</sup> என மாறுகிறது. இந்த சுழற்சியின் விளைவாக செதிலின் பக்கத்தில் உள்ள மின்னியல் மாசுக்கள் மற்றும் தொடர்புகள் ஆகியவை, வழக்கமான மின்கலங்களில் உள்ளதைப் போன்று பின்புறத்தின் முன்பகுதியில் அமையாமல், திரிகளின் விளிம்பில் வந்தமைகின்றன. இதில் மின்கலத்தை முன்புறம் மற்றும் பின்புறம் ஆகிய இரண்டு புறங்களிலும் மின்கலத்தை உணர்திறன் மிக்கதாக மாற்றும் விளைவு உள்ளது (இந்தப் பண்பு இருபுற வசதி(பைஃபெசிலிட்டி) என அழைக்கப்படுகிறது).  
குறிப்பாக, கண்ணாடி அடிமூலக்கூறுகளில் அமைந்த கிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் மெல்லிய ஏடுகள் அமைப்பு உறுதியளிக்கும் தொழில்நுட்பமாகும். இந்தத் தொழில்நுட்பமானது, ஒரு ஒரு சூரிய மின்கலப் பொருளாக, மெல்லிய-ஏடு அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்துவதன் செலவுக் குறைக்கும் அம்சத்துடன் கூடிய கிரிஸ்டலின் சிலிக்கானின் நன்மைகளைக் (அதிகமாக இருத்தல், நச்சற்ற தன்மை, உயர் செயல்திறன், நீடித்திருக்கும் தன்மை) கொண்டுள்ளது.  
மெல்லிய-ஏடு சூரிய மின்கலங்களின் மற்றொரு சுவாரஸ்யமான அம்சமாகும் மின்கலங்களை நெகிழ்தன்மையுள்ள அடிமூலக்கூறுகள் (எடுத்துக்காட்டுக்கு PET) உள்ளிட்ட அனைத்து வகைப் பொருள்களின் மீதும் படிவாக்கக்கூடிய திறனானது, புதிய பயன்பாடுகளுக்கான புதிய பரிமாணத்தை வழங்குகின்றது.