Thermodynamic efficiency limit
তাপগতিবিদ্যার দক্ষতার সীমা হল সূর্যালোককে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করার তাত্ত্বিক সর্বাধিক সম্ভাব্য দক্ষতা। এর মান প্রায় 86 শতাংশ, যা চাম্বাডাল-নোভিকভ দক্ষতা, সূর্যের পৃষ্ঠ দ্বারা নির্গত ফোটনগুলির তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে কার্নোট সীমার সাথে সম্পর্কিত একটি অনুমান। ব্যান্ড ফাঁক শক্তির প্রভাব সৌর কোষগুলি কোয়ান্টাম শক্তি রূপান্তর যন্ত্র হিসাবে কাজ করে এবং তাই তাপগতিবিদ্যার দক্ষতার সীমা সাপেক্ষে। শোষক পদার্থের ব্যান্ড ব্যবধানের নিচে শক্তি সহ ফোটনগুলি একটি ইলেক্ট্রন-গর্ত জোড়া তৈরি করতে পারে না, এবং তাই তাদের শক্তি দরকারী উৎপাদনে রূপান্তরিত হয় না এবং শুধুমাত্র শোষিত হলে তাপ তৈরি করে। ব্যান্ড ফাঁক শক্তির উপরে শক্তি সহ ফোটনগুলির জন্য, ব্যান্ড ফাঁকের উপরে শক্তির শুধুমাত্র একটি ভগ্নাংশকে দরকারী উৎপাদনে রূপান্তরিত করা যেতে পারে। যখন বৃহত্তর শক্তির একটি ফোটন শোষিত হয়, তখন ব্যান্ড ফাঁকের উপরে থাকা অতিরিক্ত শক্তি বাহক পুনঃসংযোগের গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। বাহকদের গতিশক্তি ভারসাম্য গতিতে ধীর হয়ে যাওয়ার সাথে সাথে অতিরিক্ত গতিশক্তি ফোনন মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে তাপে রূপান্তরিত হয়। অতএব, সৌরশক্তিকে একটি নির্দিষ্ট সীমার বাইরে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করা যায় না। একাধিক ব্যান্ড ফাঁক শোষণকারী উপকরণ সহ সৌর কোষগুলি সৌর বর্ণালীকে ছোট ছোট পাত্রে বিভক্ত করে দক্ষতা উন্নত করে যেখানে প্রতিটি পাত্রে তাপগতিবিদ্যার দক্ষতার সীমা বেশি থাকে। এই ধরনের কোষের তাপগতিবিদ্যার সীমা (যাকে মাল্টি-জংশন কোষ বা ট্যান্ডেম কোষও বলা হয়) ন্যানো-এইচইউবি-তে অনলাইন সিমুলেটর ব্যবহার করে বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। বিভিন্ন সৌর কোষ প্রযুক্তির জন্য দক্ষতার সীমা বিভিন্ন সৌর কোষ প্রযুক্তির জন্য তাপগতিবিদ্যার দক্ষতার সীমা নিম্নরূপঃ একক সংযোগ ≈ 33 শতাংশ 3-কোষ স্ট্যাক এবং অশুচি পিভি ≈ 50 শতাংশ গরম বাহক-বা প্রভাব আয়নীকরণ-ভিত্তিক যন্ত্র ≈ 54-68% বাণিজ্যিক মডিউলগুলি হল AM1.5 বর্ণালীতে পরিচালনার জন্য একটি আপকন্ভার্টার সহ ≈ 12-21% সৌর কোষ এবং একটি 2ইভি ব্যান্ডগ্যাপ ≈ 50.7% উত্তেজক সৌর কোষের জন্য তাপগতিবিদ্যার দক্ষতার সীমা সহ এক্সাইটোনিক সৌর কোষগুলি অজৈব এবং স্ফটিকাকার সৌর কোষের বিপরীতে আবদ্ধ এবং মধ্যবর্তী এক্সাইটন অবস্থা দ্বারা মুক্ত চার্জ তৈরি করে। এক্সাইটোনিক সৌর কোষ এবং অজৈব সৌর কোষের (কম এক্সাইটন-বাইন্ডিং শক্তি সহ) দক্ষতা 31 শতাংশের বেশি হতে পারে না, যা শক্লি এবং কুইসার ব্যাখ্যা করেছেন। বাহক গুণন সহ তাপগতিবিদ্যার দক্ষতা সীমা বাহক গুণন প্রতিটি ফোটনের জন্য একাধিক ইলেক্ট্রন-গর্ত জোড়া উৎপাদনে সহায়তা করে। তাপগতিবিদ্যার প্রভাব বিবেচনা করে ফটোভোলটাইক কোষের কার্যকারিতার সীমা তাত্ত্বিকভাবে বেশি হতে পারে। সূর্যের অসংকেন্দ্রিত কৃষ্ণ-বস্তু বিকিরণ দ্বারা চালিত একটি সৌর কোষের জন্য, তাত্ত্বিক সর্বোচ্চ দক্ষতা 43 শতাংশ যেখানে সূর্যের পূর্ণ ঘনীভূত বিকিরণ দ্বারা চালিত একটি সৌর কোষের জন্য, দক্ষতার সীমা 85 শতাংশ পর্যন্ত। দক্ষতার এই উচ্চ মানগুলি তখনই সম্ভব যখন সৌর কোষগুলি বিকিরণ পুনঃসংযোগ এবং বাহক গুণন ব্যবহার করে। আরও দেখুন সৌর কোষের কোয়ান্টাম দক্ষতা শক্তি রূপান্তর দক্ষতা ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাব সৌর কোষের দক্ষতা রেফারেন্স ফটোভোলটাইক সৌর কোষ তাপগতিবিদ্যার প্রক্রিয়া