Third-generation photovoltaic cell
மூன்றாம் தலைமுறை ஒளிமின்னழுத்த மின்கலன்கள் சூரிய மின்கலங்கள் ஆகும், அவை ஒற்றை பேண்ட்கேப் சூரிய மின்கலங்களுக்கான 31-41% சக்தி செயல்திறனின் ஷாக்லி-கியூசர் வரம்பை கடக்க முடியும். இதில் குறைக்கடத்தல் p-n சந்திப்புகள் ("முதல் தலைமுறை") மற்றும் மெல்லிய படல செல்கள் ("இரண்டாவது தலைமுறை") ஆகியவற்றால் செய்யப்பட்ட செல்களுக்கு மாற்றாக பல வகைகள் உள்ளன. பொதுவான மூன்றாம் தலைமுறை அமைப்புகளில் உருவமற்ற சிலிக்கான் அல்லது காலியம் ஆர்சனைடால் செய்யப்பட்ட பல அடுக்கு ("டாண்டம்") செல்கள் அடங்கும், அதே நேரத்தில் அதிக கோட்பாட்டு முன்னேற்றங்களில் அதிர்வெண் மாற்றம் அடங்கும், அதாவது. செல் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒளி அதிர்வெண்களுக்கு செல் பயன்படுத்த முடியாத ஒளியின் அதிர்வெண்களை மாற்றுகிறது-இதனால் அதிக சக்தியை உற்பத்தி செய்கிறது), சூடான-கேரியர் விளைவுகள் மற்றும் பிற பல-கேரியர் வெளியேற்ற நுட்பங்கள். வளர்ந்து வரும் ஒளிமின்னழுத்தங்களில் பின்வருவன அடங்கும்ஃ செம்பு துத்தநாக டின் சல்பைடு சூரிய மின்கலம் (சி. இசட். டி. எஸ்), மற்றும் சி. இசட். டி. எஸ். இ மற்றும் சி. இசட். டி. எஸ். எஸ் சாயம்-உணர்திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலம், இது "கிராட்செல் செல்" கரிம சூரிய மின்கலம் பெரோவ்ஸ்கைட் சூரிய மின்கலம் குவாண்டம் டாட் சூரிய மின்கலம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. அவை பரந்த அளவிலான குறைந்த கட்டண பயன்பாடுகளையும் வழங்குகின்றன. கூடுதலாக, மற்றொரு வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பமான கான்சென்ட்ரேட்டர் ஃபோட்டோவோல்டியாக்ஸ் (சிபிவி), ஆப்டிகல் லென்ஸ்கள் மற்றும் கண்காணிப்பு அமைப்புடன் இணைந்து உயர் திறமையான, பல சந்தி சூரிய மின்கலங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. தொழில்நுட்பங்கள் சூரிய மின்கலங்கள் ரேடியோ ரிசீவர்களுக்கு புலப்படும் ஒளி சகாக்களாக கருதப்படலாம். ஒரு ரிசீவர் மூன்று அடிப்படை பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது; ரேடியோ அலைகளை (ஒளி) ஆண்டெனா பொருளில் எலக்ட்ரான்களின் அலை போன்ற இயக்கங்களாக மாற்றும் ஆண்டெனா, ஆண்டெனாவின் முனையிலிருந்து வெளியேறும்போது எலக்ட்ரான்களைப் பிடிக்கும் மின்னணு வால்வு மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அதிர்வெண்ணின் எலக்ட்ரான்களை பெருக்கும் ட்யூனர். ரேடியோவைப் போன்ற ஒரு சூரிய மின்கலத்தை உருவாக்க முடியும், இது ஆப்டிகல் ரெக்டெனா என்று அழைக்கப்படும் ஒரு அமைப்பு, ஆனால் இன்றுவரை இவை நடைமுறைக்கு வரவில்லை. சூரிய மின்சக்தி சந்தையில் பெரும்பாலானவை சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சாதனங்களால் ஆனவை. சிலிக்கான் செல்களில், சிலிக்கான் ஆண்டெனா (அல்லது எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளர், தொழில்நுட்ப ரீதியாக) மற்றும் எலக்ட்ரான் வால்வு ஆகிய இரண்டிலும் செயல்படுகிறது. சிலிக்கான் பரவலாக கிடைக்கிறது, ஒப்பீட்டளவில் மலிவானது மற்றும் சூரிய சேகரிப்புக்கு ஏற்ற ஒரு பேண்ட்கேப்பைக் கொண்டுள்ளது. எதிர்மறையாக, சிலிக்கானை மொத்தமாக உற்பத்தி செய்வது ஆற்றல் ரீதியாகவும் பொருளாதார ரீதியாகவும் விலை உயர்ந்தது, மேலும் தேவையான அளவைக் குறைக்க பெரும் முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. மேலும், இது இயந்திர ரீதியாக பலவீனமானது, இதற்கு பொதுவாக வலுவான கண்ணாடி தாள் இயந்திர ஆதரவு மற்றும் கூறுகளிலிருந்து பாதுகாப்பாக பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். கண்ணாடி மட்டுமே ஒரு வழக்கமான சூரிய தொகுதியின் செலவில் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியாகும். ஷாக்லி-கியூசர் வரம்பின் படி, ஒரு கலத்தின் கோட்பாட்டு செயல்திறனின் பெரும்பகுதி பேண்ட்கேப் மற்றும் சூரிய ஃபோட்டானுக்கு இடையிலான ஆற்றலில் உள்ள வேறுபாடு காரணமாகும். பேண்ட்கேப்பை விட அதிக ஆற்றலைக் கொண்ட எந்த ஃபோட்டானும் ஃபோட்டோ எக்ஸைடேஷனை ஏற்படுத்தும், ஆனால் பேண்ட்கேப் ஆற்றலுக்கு மேலே உள்ள எந்த ஆற்றலும் இழக்கப்படுகிறது. சூரிய நிறமாலையைக் கவனியுங்கள்; தரையை அடையும் ஒளியின் ஒரு சிறிய பகுதி மட்டுமே நீல நிறத்தில் உள்ளது, ஆனால் அந்த ஃபோட்டான்கள் சிவப்பு ஒளியை விட மூன்று மடங்கு ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. சிலிக்கானின் பேண்ட்கேப் 1.1 eV ஆகும், இது சிவப்பு ஒளியைப் பற்றியது, எனவே இந்த விஷயத்தில் நீல ஒளியின் ஆற்றல் ஒரு சிலிக்கான் செல்லில் இழக்கப்படுகிறது. பேண்ட்கேப் அதிகமாக ட்யூன் செய்யப்பட்டால், நீல நிறத்தில் சொல்லுங்கள், அந்த ஆற்றல் இப்போது கைப்பற்றப்படுகிறது, ஆனால் குறைந்த ஆற்றல் ஃபோட்டான்களை நிராகரிக்கும் செலவில் மட்டுமே. "டாண்டம் செல்" அல்லது "மல்டி-ஜங்ஷன்" அணுகுமுறை-ஒருவருக்கொருவர் மேல் மாறுபட்ட பேண்ட்கேப்களுடன் பொருளின் மெல்லிய அடுக்குகளை அடுக்கி வைப்பதன் மூலம் ஒற்றை-சந்திப்பு செல்லில் பெரிதும் மேம்படுத்த முடியும். பாரம்பரிய சிலிக்கான் தயாரிப்பு முறைகள் இந்த அணுகுமுறைக்கு தங்களை வழங்குவதில்லை. அதற்கு பதிலாக உருவமற்ற சிலிக்கானின் மெல்லிய படலங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன, குறிப்பாக யுனி-சோலாரின் தயாரிப்புகள், ஆனால் பிற சிக்கல்கள் இவை பாரம்பரிய செல்களின் செயல்திறனுடன் பொருந்துவதைத் தடுத்துள்ளன. பெரும்பாலான டாண்டம்-செல் கட்டமைப்புகள் அதிக செயல்திறன் கொண்ட குறைக்கடத்திகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, குறிப்பாக காலியம் ஆர்சனைடு (GaA). மூன்று அடுக்கு GaA செல்கள் சோதனை எடுத்துக்காட்டுகளுக்கு 41.6% செயல்திறனை அடைந்தன. 2013 செப்டம்பரில், நான்கு அடுக்கு செல் 44.7 சதவீத செயல்திறனை எட்டியது. எண்கணித பகுப்பாய்வு "சரியான" ஒற்றை அடுக்கு சூரிய மின்கலன் 1.13 eV என்ற அலைவரிசையைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் என்பதைக் காட்டுகிறது, இது கிட்டத்தட்ட சரியாக சிலிக்கான் ஆகும். அத்தகைய செல் 33.7% இன் அதிகபட்ச கோட்பாட்டு சக்தி மாற்று செயல்திறனைக் கொண்டிருக்கலாம்-சிவப்பு நிறத்திற்குக் கீழே உள்ள சூரிய சக்தி (அகச்சிவப்பு நிறத்தில்) இழக்கப்படுகிறது, மேலும் அதிக நிறங்களின் கூடுதல் ஆற்றலும் இழக்கப்படுகிறது. இரண்டு அடுக்கு கலத்திற்கு, ஒரு அடுக்கு 1.64 eV ஆகவும், மற்றொன்று 0.94 eV ஆகவும் 44 சதவீதம் கோட்பாட்டு செயல்திறனுடன் இணைக்கப்பட வேண்டும். ஒரு மூன்று அடுக்கு செல் 48 சதவீதம் செயல்திறனுடன் 1.83,1.16 மற்றும் 0.71 eV க்கு டியூன் செய்யப்பட வேண்டும். ஒரு கோட்பாட்டு "முடிவிலி அடுக்கு" செல் பரவலான ஒளிக்கு 68.2% இன் கோட்பாட்டு செயல்திறனைக் கொண்டிருக்கும். கண்டுபிடிக்கப்பட்ட புதிய சூரிய தொழில்நுட்பங்கள் நானோ தொழில்நுட்பத்தை மையமாகக் கொண்டிருந்தாலும், தற்போது பல்வேறு பொருள் முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மூன்றாம் தலைமுறை லேபிள் பல தொழில்நுட்பங்களை உள்ளடக்கியது, இருப்பினும் இது குறைக்கடத்தி அல்லாத தொழில்நுட்பங்கள் (பாலிமர்கள் மற்றும் பயோமைமெடிக்ஸ் உட்பட), குவாண்டம் டாட், டாண்டம்/மல்டி-ஜங்ஷன் செல்கள், இடைநிலை பேண்ட் சோலார் செல், ஹாட்-கேரியர் செல்கள், ஃபோட்டான் அப்கான்வர்ஷன் மற்றும் டவுன்கான்வர்ஷன் தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் தெர்மோஃபோடோனிக்ஸ் போன்ற சூரிய வெப்ப தொழில்நுட்பங்கள் ஆகியவை அடங்கும், இது பசுமையால் மூன்றாம் தலைமுறையாக அடையாளம் காணப்பட்ட ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். இதில் பின்வருவனவும் அடங்கும்ஃ சிலிக்கான் நானோ கட்டமைப்புகள் சூரியனை அடைய சம்பவ நிறமாலையை (செறிவு ஒளிமின்னழுத்தம்) மாற்றியமைத்தல் மற்றும் செயல்திறன் 32 சதவீதம் (ஏற்கனவே சோல்3ஜி செல்களில் அடையப்பட்டது) முதல் + 50 சதவீதம் வரை. மின்னழுத்தங்கள் அல்லது கேரியர் சேகரிப்பை மேம்படுத்த அதிகப்படியான வெப்ப உற்பத்தியைப் பயன்படுத்துதல் (புற ஊதா ஒளியால் ஏற்படுகிறது). இரவில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய அகச்சிவப்பு நிறமாலையைப் பயன்படுத்துதல். பேண்ட் கேப் நானோஆன்டெனா ஆர்கானிக் எலக்ட்ரானிக்ஸ் பிரிண்டட் எலக்ட்ரானிக்ஸ் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் வர்ஜீனியாவில் பல்வேறு தலைமுறை சூரிய மின்கலங்கள் ஆராய்ச்சி சான் ஜோவாகின் பள்ளத்தாக்கில் சிலிக்கான் வெர்சஸ் சிஐஜிஎஸ் இல் தொழில்நுட்ப சூரிய சுடுதல்ஃ சூரிய ஆற்றலுடன், சிக்கல் பொருள் தொடக்க இலக்கு மெல்லிய படலம் சிலிக்கான் சூரிய மின்கலன்கள் தெளிப்பு-சூரிய சக்தியில் உள்ள மின்கலன்கள் உண்மையான திருப்புமுனை சூரிய மின்கலங்கள்ஃ அடுத்த தலைமுறை மெல்லிய ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி ஒளி