ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ

ನಮ್ಮಲ್ಲಿ ಹಲವರು ಸೌರ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಒಂದಲ್ಲ ಒಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಎದುರಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಮನೆಯ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಯಾರಾದರೂ ಸೌರ ಫಲಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದಾರೆ ಅಥವಾ ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ, ಯಾರಾದರೂ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ನೆಚ್ಚಿನ ಗ್ಯಾಜೆಟ್ ಅನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲು ಸಣ್ಣ ಸೌರ ಫಲಕವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಯಾರಾದರೂ ಮೈಕ್ರೋ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಸೌರ ಕೋಶವನ್ನು ಖಂಡಿತವಾಗಿಯೂ ನೋಡಿದ್ದಾರೆ. ಕೆಲವರಿಗೆ ಅವರನ್ನು ಭೇಟಿ ಮಾಡುವ ಅದೃಷ್ಟವೂ ಇತ್ತು ಸೌರ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರ. 

ಆದರೆ ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೀವು ಎಂದಾದರೂ ಯೋಚಿಸಿದ್ದೀರಾ? ಈ ಎಲ್ಲಾ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗೆ ಯಾವ ಭೌತಿಕ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಆಧಾರವಾಗಿದೆ? ನಾವು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ತಿರುಗೋಣ ಮತ್ತು ಪೀಳಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳೋಣ.

ಮೊದಲಿನಿಂದಲೂ ಇಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಅಥವಾ ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಇದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ಸೌರ ವಿಕಿರಣದ ಫೋಟಾನ್ಗಳಿಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೂರ್ಯನಿಂದ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಣಗಳ ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ಎಂದು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಬೆಳಕಿನ ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ಕೆಲವು ರೀತಿಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಸೂರ್ಯನ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಪ್ರತಿ ಚದರ ಮೀಟರ್‌ನಿಂದ 63 MW ಶಕ್ತಿಯು ನಿರಂತರವಾಗಿ ವಿಕಿರಣದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ! ಈ ವಿಕಿರಣದ ಗರಿಷ್ಠ ತೀವ್ರತೆಯು ಗೋಚರ ವರ್ಣಪಟಲದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಮೇಲೆ ಬೀಳುತ್ತದೆ - 400 ರಿಂದ 800 nm ತರಂಗಾಂತರಗಳು. 

ಆದ್ದರಿಂದ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಹರಿವಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 149600000 ಕಿಲೋಮೀಟರ್ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ವಾತಾವರಣದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದ ನಂತರ ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಗ್ರಹದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ, ಪ್ರತಿ ಚದರಕ್ಕೆ ಸರಾಸರಿ 900 ವ್ಯಾಟ್ಗಳು ಮೀಟರ್.

ಇಲ್ಲಿ ನೀವು ಈ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅದರಿಂದ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಬಹುದು, ಅಂದರೆ, ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಹರಿವಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಚಲಿಸುವ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು, ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಇನ್ ವಿದ್ಯುತ್. 

ಬೆಳಕನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು, ನಮಗೆ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತಕ ಬೇಕು ... ಅಂತಹ ಪರಿವರ್ತಕಗಳು ತುಂಬಾ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ, ಅವು ಮುಕ್ತ ವ್ಯಾಪಾರದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ, ಇವು ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ - ಸಿಲಿಕಾನ್ನಿಂದ ಕತ್ತರಿಸಿದ ಫಲಕಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತಕಗಳು.

ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದವು ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್, ಅವು ಸುಮಾರು 18% ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅಂದರೆ, ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಫೋಟಾನ್ ಹರಿವು 900 W / m2 ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ನಂತರ ನೀವು ಒಂದು ಚದರ ಮೀಟರ್‌ನಿಂದ 160 W ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಲು ನಂಬಬಹುದು. ಅಂತಹ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ.

"ಫೋಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿಣಾಮ" ಎಂಬ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಇಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮ ಅಥವಾ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮ - ಇದು ಬೆಳಕಿನ ಅಥವಾ ಇತರ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣದ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಿದೆ (ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ ವಿದ್ಯಮಾನ).

ಈಗಾಗಲೇ 1900 ರಲ್ಲಿಕ್ವಾಂಟಮ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪಿತಾಮಹ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್, ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳು ಅಥವಾ ಕ್ವಾಂಟಾದಿಂದ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿದರು, ನಂತರ 1926 ರಲ್ಲಿ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಗಿಲ್ಬರ್ಟ್ ಲೆವಿಸ್ "ಫೋಟಾನ್ಗಳು" ಎಂದು ಕರೆದರು.

ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಫೋಟಾನ್ E = hv ಸೂತ್ರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ - ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್‌ನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಆವರ್ತನದಿಂದ ಗುಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಅವರ ಕಲ್ಪನೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ, 1887 ರಲ್ಲಿ ಹರ್ಟ್ಜ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದ ವಿದ್ಯಮಾನ ಮತ್ತು ನಂತರ 1888 ರಿಂದ 1890 ರವರೆಗೆ ಸ್ಟೋಲೆಟೊವ್ ಅವರು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು. ಅಲೆಕ್ಸಾಂಡರ್ ಸ್ಟೊಲೆಟೊವ್ ಅವರು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮದ ಮೂರು ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದರು (ಸ್ಟೊಲೆಟೊವ್ ನಿಯಮಗಳು):

• ಫೋಟೊಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣದ ಸ್ಥಿರ ರೋಹಿತದ ಸಂಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ, ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ (ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ: 1 ಸೆಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಿಂದ ಹೊರಬಿದ್ದ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ವಿಕಿರಣದ ತೀವ್ರತೆಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ).

• ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕಗಳ ಗರಿಷ್ಠ ಆರಂಭಿಕ ವೇಗವು ಘಟನೆಯ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅದರ ಆವರ್ತನದಿಂದ ಮಾತ್ರ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

• ಪ್ರತಿ ವಸ್ತುವಿಗೂ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮದ ಕೆಂಪು ಮಿತಿಯಿದೆ, ಅಂದರೆ, ಬೆಳಕಿನ ಕನಿಷ್ಠ ಆವರ್ತನ (ಪದಾರ್ಥದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ವರೂಪ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ) ಅದರ ಕೆಳಗೆ ಫೋಟೊಎಫೆಕ್ಟ್ ಅಸಾಧ್ಯ.

ನಂತರ, 1905 ರಲ್ಲಿ, ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮದ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸಿದರು. ಬೆಳಕಿನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಸಂರಕ್ಷಣೆ ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತನೆಯ ನಿಯಮವು ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅವನು ತೋರಿಸುತ್ತಾನೆ. ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬರೆಯುತ್ತಾರೆ, ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಅವರು 1921 ರಲ್ಲಿ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಗೆದ್ದರು:

ಕೆಲಸದ ಕಾರ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಬಿಡಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮಾಡಬೇಕಾದ ಕನಿಷ್ಠ ಕೆಲಸ ಇಲ್ಲಿದೆ.ಎರಡನೇ ಪದವು ನಿರ್ಗಮನದ ನಂತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ನ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ.

ಅಂದರೆ, ಫೋಟಾನ್ ಪರಮಾಣುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ನಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ನ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಫೋಟಾನ್‌ನ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ಶಕ್ತಿಯ ಭಾಗವು ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಬಿಡಲು ಖರ್ಚುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಹೊರಟು ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಅವಕಾಶವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ನಿರ್ದೇಶಿಸಿದ ಚಲಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಅಥವಾ ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚೇನೂ ಅಲ್ಲ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಇಎಮ್ಎಫ್ನ ಗೋಚರಿಸುವಿಕೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಾವು ಮಾತನಾಡಬಹುದು.

ಅಂದರೆ, ಸೌರ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಅದರಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು. ಆದರೆ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತಕದಲ್ಲಿ "ನಾಕ್ ಔಟ್" ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಎಲ್ಲಿಗೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ? ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತಕ ಅಥವಾ ಸೌರ ಕೋಶ ಅಥವಾ ಫೋಟೊಸೆಲ್ ಆಗಿದೆ ಅರೆವಾಹಕ, ಆದ್ದರಿಂದ, ಫೋಟೋ ಪರಿಣಾಮವು ಅದರಲ್ಲಿ ಅಸಾಮಾನ್ಯ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಂತರಿಕ ಫೋಟೋ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು "ವಾಲ್ವ್ ಫೋಟೋ ಎಫೆಕ್ಟ್" ಎಂಬ ವಿಶೇಷ ಹೆಸರನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿದೆ.

ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಅರೆವಾಹಕದ ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿಣಾಮವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಎಮ್‌ಎಫ್ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಫೋಟೊಸೆಲ್ ಅನ್ನು ಬಿಡುವುದಿಲ್ಲ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ದೇಹದ ಒಂದು ಭಾಗವನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಹಾದುಹೋದಾಗ ತಡೆಯುವ ಪದರದಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲವೂ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಅದರ ಭಾಗ.

ಭೂಮಿಯ ಹೊರಪದರದಲ್ಲಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅದರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ 30% ಆಗಿದೆ, ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಇದನ್ನು ಎಲ್ಲೆಡೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅರೆವಾಹಕಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟತೆಯು ಅವು ವಾಹಕಗಳು ಅಥವಾ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅಲ್ಲ, ಅವುಗಳ ವಾಹಕತೆಯು ಕಲ್ಮಶಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣದ ಪರಿಣಾಮದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಅರೆವಾಹಕದಲ್ಲಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳು, ಮತ್ತು ಇದು ಪರಮಾಣುಗಳ ಮೇಲಿನ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮಟ್ಟದಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವಹನ ಮಟ್ಟಗಳ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ 1.12 eV ಯ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ-ಸೌರ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಬೇಕಾಗಿರುವುದು.

ಆದ್ದರಿಂದ ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್. ಫೋಟೊಸೆಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಡೋಪ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪದರಗಳು pn ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಇಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆ ಇದೆ, ಅವು ವೇಲೆನ್ಸ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ, ರಂಧ್ರಗಳು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಸೋಲಾರ್ ಸೆಲ್‌ನಲ್ಲಿನ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಹೀಗೆ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ.

ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡ pn ಜಂಕ್ಷನ್, ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್‌ಗಳು - ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳು - ಕೇವಲ ಒಂದು ದಿಕ್ಕನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಲು ಅನುಮತಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಅವು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ತಡೆಗೋಡೆಯ ವಿರುದ್ಧ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಮತ್ತು ಮೇಲಿನ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಮೂಲಕ ಲೋಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದಾಗ, ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತಕ, ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ, ಬಾಹ್ಯ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ರಚಿಸುತ್ತದೆ ನೇರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ.