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फोटोवोल्टिक सौर पैनल प्रत्यक्ष वर्तमान बिजली उत्पन्न करने के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करते हैं। एक फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल एक पैकेट है, जो अलग-अलग वोल्टेज और वाट में उपलब्ध फोटोवोल्टिक सौर कोशिकाओं से जुड़ा हुआ है। फोटोवोल्टिक मॉड्यूल एक फोटोवोल्टिक प्रणाली के फोटोवोल्टिक सरणी का गठन करते हैं जो वाणिज्यिक और आवासीय अनुप्रयोगों में सौर ऊर्जा उत्पन्न और आपूर्ति करती है।

कृषि के बाहर सौर ऊर्जा संग्रह का सबसे आम अनुप्रयोग सौर जल तापन प्रणाली है।

फोटोवोल्टिक मॉड्यूल फोटोवोल्टिक प्रभाव के माध्यम से बिजली उत्पन्न करने के लिए सूर्य से प्रकाश ऊर्जा (फोटॉन) का उपयोग करते हैं। अधिकांश मॉड्यूल वेफर-आधारित क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं या पतली-फिल्म कोशिकाओं का उपयोग करते हैं। एक मॉड्यूल के संरचनात्मक (लोड ले जाने) सदस्य या तो शीर्ष परत या पीछे की परत हो सकते हैं। कोशिकाओं को यांत्रिक क्षति और नमी से भी संरक्षित किया जाना चाहिए। अधिकांश मॉड्यूल कठोर हैं, लेकिन पतली-फिल्म कोशिकाओं पर आधारित अर्ध-लचीले वाले भी उपलब्ध हैं। कोशिकाओं को विद्युत श्रृंखला में, एक से दूसरे से जुड़ा होना चाहिए।

एक पीवी जंक्शन बॉक्स सौर पैनल के पीछे जुड़ा हुआ है और यह इसका आउटपुट इंटरफ़ेस है। बाहरी रूप से, अधिकांश फोटोवोल्टिक मॉड्यूल एमसी 4 कनेक्टर्स प्रकार का उपयोग करते हैं ताकि बाकी सिस्टम के लिए आसान वेदरप्रूफ कनेक्शन की सुविधा मिल सके। साथ ही, USB पावर इंटरफेस का उपयोग किया जा सकता है।

एक वांछित आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए या समानांतर में एक वांछित वर्तमान क्षमता (एम्पीयर) प्रदान करने के लिए मॉड्यूल विद्युत कनेक्शन श्रृंखला में किए जाते हैं। मॉड्यूल से करंट लेने वाले तारों में चांदी, तांबा या अन्य गैर-चुंबकीय प्रवाहकीय संक्रमण धातुएं हो सकती हैं। आंशिक मॉड्यूल शेडिंग के मामले में बाईपास डायोड को शामिल किया जा सकता है या बाहरी रूप से उपयोग किया जा सकता है, मॉड्यूल वर्गों के उत्पादन को अधिकतम करने के लिए अभी भी प्रकाशित किया गया है।

कुछ विशेष सौर पीवी मॉड्यूल में सांद्रक शामिल होते हैं जिसमें प्रकाश लेंस या दर्पण द्वारा छोटी कोशिकाओं पर केंद्रित होता है। यह लागत-प्रभावी तरीके से प्रति इकाई क्षेत्र (जैसे गैलियम आर्सेनाइड) की उच्च लागत वाली कोशिकाओं के उपयोग को सक्षम करता है।

सौर पैनल भी धातु फ्रेम का उपयोग रैकिंग घटकों, कोष्ठक, परावर्तक आकृतियों, और गर्तों से मिलकर करते हैं जो पैनल संरचना का बेहतर समर्थन करते हैं।

1839 में, प्रकाश के संपर्क से विद्युत आवेश पैदा करने वाली कुछ सामग्रियों की क्षमता को पहली बार अलेक्जेंड्रे-एडमंड बेकरेल ने देखा था। हालांकि प्रीमियर सौर पैनल भी सरल इलेक्ट्रिक उपकरणों के लिए बहुत अक्षम थे, जिनका उपयोग प्रकाश को मापने के लिए एक उपकरण के रूप में किया गया था। 1873 तक बिक्रेल द्वारा अवलोकन को फिर से दोहराया नहीं गया था, जब विलॉबी स्मिथ ने पाया कि चार्ज हल्के सेलेनियम की वजह से हो सकता है। इस खोज के बाद, विलियम ग्रिल्स एडम्स और रिचर्ड इवांस डे ने 1876 में "सेलेनियम पर प्रकाश की क्रिया" प्रकाशित की, जिसमें उन्होंने स्मिथ के परिणामों को दोहराने के लिए किए गए प्रयोग का वर्णन किया। 1881 में, चार्ल्स फ्रिट्स ने पहला वाणिज्यिक सौर पैनल बनाया, जिसे फ्रिट्स ने "सूरज की रोशनी के संपर्क में न केवल निरंतर, निरंतर और काफी बल के रूप में, बल्कि मंद, विसरित दिन के प्रकाश" के रूप में रिपोर्ट किया था। हालांकि, ये सौर पैनल बहुत अक्षम थे, खासकर कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में। 1939 में, रसेल ओहल ने सौर सेल डिजाइन बनाया जो कई आधुनिक सौर पैनलों में उपयोग किया जाता है। उन्होंने 1941 में अपने डिजाइन का पेटेंट कराया। 1954 में, इस डिज़ाइन का उपयोग पहली बार बेल लैब्स द्वारा पहली व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य सिलिकॉन सौर सेल बनाने के लिए किया गया था।

अधिकांश सौर मॉड्यूल वर्तमान में क्रिस्टलीय सिलिकॉन (सी-सी) से उत्पादित होते हैं जो मल्टीक्रिस्टलाइन और मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बने सौर सेल होते हैं। 2013 में, क्रिस्टलीय सिलिकॉन का दुनिया भर में PV उत्पादन में 90 प्रतिशत से अधिक का योगदान था, जबकि बाकी का पूरा बाजार कैडमियम टेलुराइड, CIGS और अनाकार सिलिकॉन का उपयोग करके पतली फिल्म प्रौद्योगिकियों से बना है।

उभरती हुई, तीसरी पीढ़ी की सौर तकनीकें उन्नत पतली फिल्म कोशिकाओं का उपयोग करती हैं। वे अन्य सौर प्रौद्योगिकियों की तुलना में कम लागत के लिए अपेक्षाकृत उच्च दक्षता वाले रूपांतरण का उत्पादन करते हैं। इसके अलावा, उच्च-लागत, उच्च-दक्षता, और क्लोज-पैक आयताकार बहु-जंक्शन (एमजे) कोशिकाओं को अंतरिक्ष यान पर सौर पैनलों में अधिमानतः उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे अंतरिक्ष में उठाए गए प्रति किलोग्राम उत्पन्न शक्ति का उच्चतम अनुपात प्रदान करते हैं। एमजे-सेल यौगिक अर्धचालक हैं और गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) और अन्य अर्धचालक सामग्रियों से बने हैं। एमजे-कोशिकाओं का उपयोग करते हुए एक अन्य उभरती हुई पीवी तकनीक है कंसंट्रेटर फोटोवोल्टिक (सीपीवी)।

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