Third-generation photovoltaic cell
तीसरी पीढ़ी की फोटोवोल्टिक कोशिकाएँ सौर कोशिकाएँ हैं जो संभावित रूप से एकल बैंडगैप सौर कोशिकाओं के लिए 31-41% बिजली दक्षता की शॉकली-क्यूइसर सीमा को पार करने में सक्षम हैं। इसमें अर्धचालक पीएन जंक्शन ("पहली पीढ़ी") और पतली फिल्म कोशिकाओं ("दूसरी पीढ़ी") से बनी कोशिकाओं के विकल्पों की एक श्रृंखला शामिल है। आम तीसरी पीढ़ी की प्रणालियों में अनाकार सिलिकॉन या गैलियम आर्सेनाइड से बनी बहु-परत ("टेंडम") कोशिकाएं शामिल हैं, जबकि अधिक सैद्धांतिक विकास में आवृत्ति रूपांतरण शामिल है, (यानी। प्रकाश की आवृत्तियों को बदलना जिसका उपयोग कोशिका प्रकाश आवृत्तियों के लिए नहीं कर सकती है जिसका उपयोग कोशिका कर सकती है-इस प्रकार अधिक शक्ति का उत्पादन), गर्म-वाहक प्रभाव और अन्य बहु-वाहक निकास तकनीक। उभरते फोटोवोल्टिक में शामिल हैंः कॉपर जिंक टिन सल्फाइड सोलर सेल (सी. जेड. टी. एस.), और व्युत्पन्न सी. जेड. टी. एस. ई. और सी. जेड. टी. एस. एस. ई. डाई-सेंसिटाइज्ड सोलर सेल, जिसे "ग्रेट्ज़ेल सेल" कार्बनिक सौर सेल पेरोव्स्काइट सौर सेल क्वांटम डॉट सोलर सेल के रूप में भी जाना जाता है, विशेष रूप से पेरोव्स्काइट कोशिकाओं के शोध में उपलब्धियों को जनता में जबरदस्त ध्यान मिला है क्योंकि उनकी शोध क्षमता हाल ही में 20 प्रतिशत से अधिक बढ़ गई है। वे कम लागत वाले अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला भी प्रदान करते हैं। इसके अलावा, एक अन्य उभरती हुई तकनीक, कॉन्सेंट्रेटर फोटोवोल्टिक (सीपीवी), ऑप्टिकल लेंस और एक ट्रैकिंग सिस्टम के साथ संयोजन में उच्च-कुशल, मल्टी-जंक्शन सौर कोशिकाओं का उपयोग करती है। प्रौद्योगिकी सौर कोशिकाओं को रेडियो रिसीवरों के दृश्य प्रकाश समकक्षों के रूप में सोचा जा सकता है। एक रिसीवर में तीन बुनियादी भाग होते हैं; एक एंटीना जो रेडियो तरंगों (प्रकाश) को एंटीना सामग्री में इलेक्ट्रॉनों की तरंग जैसी गति में परिवर्तित करता है, एक इलेक्ट्रॉनिक वाल्व जो एंटीना के अंत से निकलते ही इलेक्ट्रॉनों को पकड़ लेता है, और एक ट्यूनर जो एक चयनित आवृत्ति के इलेक्ट्रॉनों को बढ़ाता है। रेडियो के समान एक सौर सेल का निर्माण करना संभव है, एक प्रणाली जिसे ऑप्टिकल रेक्टेना के रूप में जाना जाता है, लेकिन आज तक ये व्यावहारिक नहीं रहे हैं। सौर विद्युत बाजार का अधिकांश हिस्सा सिलिकॉन आधारित उपकरणों से बना है। सिलिकॉन कोशिकाओं में, सिलिकॉन एंटीना (या इलेक्ट्रॉन दाता, तकनीकी रूप से) के साथ-साथ इलेक्ट्रॉन वाल्व दोनों के रूप में कार्य करता है। सिलिकॉन व्यापक रूप से उपलब्ध है, अपेक्षाकृत सस्ता है और इसमें एक बैंडगैप है जो सौर संग्रह के लिए आदर्श है। नकारात्मक पक्ष पर थोक में सिलिकॉन का उत्पादन करना ऊर्जावान और आर्थिक रूप से महंगा है, और आवश्यक राशि को कम करने के लिए बहुत प्रयास किए गए हैं। इसके अलावा, यह यांत्रिक रूप से नाजुक है, जिसे आमतौर पर यांत्रिक समर्थन और तत्वों से सुरक्षा के रूप में उपयोग करने के लिए मजबूत कांच की एक चादर की आवश्यकता होती है। अकेले कांच एक विशिष्ट सौर मॉड्यूल की लागत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। शॉकले-क्यूइसर सीमा के अनुसार, एक कोशिका की अधिकांश सैद्धांतिक दक्षता बैंडगैप और सौर फोटॉन के बीच ऊर्जा में अंतर के कारण होती है। बैंडगैप से अधिक ऊर्जा वाला कोई भी फोटॉन फोटोएक्साइटेशन का कारण बन सकता है, लेकिन बैंडगैप ऊर्जा से ऊपर की कोई भी ऊर्जा नष्ट हो जाती है। सौर वर्णक्रम पर विचार करें; जमीन पर पहुँचने वाले प्रकाश का केवल एक छोटा सा हिस्सा नीला है, लेकिन उन फोटॉनों में लाल प्रकाश की तीन गुना ऊर्जा होती है। सिलिकॉन का बैंडगैप 1 ई. वी. है, जो लाल प्रकाश के बारे में है, इसलिए इस मामले में सिलिकॉन सेल में नीली रोशनी की ऊर्जा खो जाती है। यदि बैंडगैप को ऊपर ट्यून किया जाता है, तो नीले रंग में कहें, तो वह ऊर्जा अब पकड़ी जाती है, लेकिन केवल कम ऊर्जा वाले फोटॉनों को अस्वीकार करने की कीमत पर। एक दूसरे के ऊपर अलग-अलग बैंडगैप के साथ सामग्री की पतली परतों को ढेर करके एकल-जंक्शन सेल में बहुत सुधार करना संभव है-"टेंडम सेल" या "मल्टी-जंक्शन" दृष्टिकोण। पारंपरिक सिलिकॉन तैयार करने के तरीके इस दृष्टिकोण के लिए खुद को उधार नहीं देते हैं। इसके बजाय अनाकार सिलिकॉन की पतली फिल्मों का उपयोग किया गया है, विशेष रूप से यूनि-सोलर के उत्पाद, लेकिन अन्य मुद्दों ने इन्हें पारंपरिक कोशिकाओं के प्रदर्शन से मेल खाने से रोक दिया है। अधिकांश टेंडम-सेल संरचनाएँ उच्च प्रदर्शन अर्धचालकों पर आधारित होती हैं, विशेष रूप से गैलियम आर्सेनाइड (जी. ए. ए.)। प्रायोगिक उदाहरणों के लिए तीन-परत वाली जी. ए. ए. कोशिकाओं ने 41.6% दक्षता हासिल की। सितंबर 2013 में, एक चार परत वाली कोशिका 44.7 प्रतिशत दक्षता तक पहुँच गई। संख्यात्मक विश्लेषण से पता चलता है कि "परिपूर्ण" एकल-परत सौर सेल में 1.13 eV का बैंडगैप होना चाहिए, लगभग ठीक सिलिकॉन का। इस तरह की कोशिका में 33.7% की अधिकतम सैद्धांतिक शक्ति रूपांतरण दक्षता हो सकती है-लाल रंग के नीचे (अवरक्त में) सौर ऊर्जा खो जाती है, और उच्च रंगों की अतिरिक्त ऊर्जा भी खो जाती है। दो परत वाली कोशिका के लिए, एक परत को 44 प्रतिशत के सैद्धांतिक प्रदर्शन के साथ 1.64 ई. वी. और दूसरी को 0.94 ई. वी. पर ट्यून किया जाना चाहिए। एक तीन-परत वाली कोशिका को 48 प्रतिशत की दक्षता के साथ 1.83,1.16 और 0.71 ई. वी. पर ट्यून किया जाना चाहिए। एक सैद्धांतिक "अनंत-परत" कोशिका में विसर्जित प्रकाश के लिए 68.2% की सैद्धांतिक दक्षता होगी। जबकि नई सौर प्रौद्योगिकियों की खोज नैनो प्रौद्योगिकी के आसपास की गई है, वर्तमान में कई अलग-अलग सामग्री विधियों का उपयोग किया जाता है। तीसरी पीढ़ी के लेबल में कई प्रौद्योगिकियां शामिल हैं, हालांकि इसमें गैर-अर्धचालक प्रौद्योगिकियां (पॉलिमर और बायोमिमेटिक्स सहित), क्वांटम डॉट, टेंडम/मल्टी-जंक्शन कोशिकाएं, मध्यवर्ती बैंड सौर कोशिका, गर्म वाहक कोशिकाएं, फोटॉन अपकॉन्वर्जन और डाउनकॉन्वर्जन प्रौद्योगिकियां और सौर तापीय प्रौद्योगिकियां शामिल हैं, जैसे कि थर्मोफोटोनिक्स, जो कि ग्रीन द्वारा तीसरी पीढ़ी के रूप में पहचानी जाने वाली एक तकनीक है। इसमें ये भी शामिल हैंः सिलिकॉन नैनोस्ट्रक्चर सूर्य तक पहुंचने के लिए घटना स्पेक्ट्रम (संकेंद्रक फोटोवोल्टिक) को संशोधित करना और 32 प्रतिशत (पहले से ही सोल3जी कोशिकाओं में प्राप्त) से + 50 प्रतिशत तक दक्षता। वोल्टेज या वाहक संग्रह को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त तापीय उत्पादन (यूवी प्रकाश के कारण) का उपयोग। रात में बिजली का उत्पादन करने के लिए अवरक्त स्पेक्ट्रम का उपयोग। बैंड गैप नैनोएंटेना ऑर्गेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स संदर्भ बाहरी लिंक वर्जीनिया में सौर सेल अनुसंधान की विभिन्न पीढ़ियाँ सैन जोकिन घाटी में टेक सोलर शूटआउट सिलिकॉन बनाम सी. आई. जी. एस. सौर ऊर्जा के साथ, मुद्दा सामग्री स्टार्ट-अप लक्ष्य पतली-फिल्म सिलिकॉन सौर सेल स्प्रे-ऑन सौर-पावर सेल हैं सही सफलता सौर सेलः नई प्रकाश शानदार होंडा अगली पीढ़ी की पतली फिल्म सौर सेल चमकदार अवरक्त सौर सेल का बड़े पैमाने पर उत्पादन करती है।