(नानावरक न्यूज़) नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ सिंगापुर (एनयूएस) के वैज्ञानिकों ने एक नवीन ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट/सी टेंडेम सौर सेल विकसित किया है जो 27.1 वर्ग सेमी के सौर ऊर्जा अवशोषण क्षेत्र में 1 प्रतिशत की प्रमाणित विश्व-रिकॉर्ड बिजली रूपांतरण दक्षता प्राप्त कर सकता है। अब तक का सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाला ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट/सी टेंडेम सौर सेल का प्रतिनिधित्व करता है। इसे प्राप्त करने के लिए, टीम ने एक नया साइनेट-एकीकृत इंजीनियर बनाया perovskite सौर सेल जो स्थिर और ऊर्जा कुशल है। सौर कोशिकाओं को दो से अधिक परतों में निर्मित किया जा सकता है और दक्षता बढ़ाने के लिए मल्टी-जंक्शन सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए इकट्ठा किया जा सकता है। प्रत्येक परत विभिन्न फोटोवोल्टिक सामग्रियों से बनी होती है और एक अलग सीमा के भीतर सौर ऊर्जा को अवशोषित करती है। हालाँकि, वर्तमान मल्टी-जंक्शन सौर सेल प्रौद्योगिकियाँ कई समस्याएं पैदा करती हैं, जैसे ऊर्जा हानि जो ऑपरेशन के दौरान कम वोल्टेज और डिवाइस की अस्थिरता का कारण बनती है। इन चुनौतियों से पार पाने के लिए, सहायक प्रोफेसर होउ यी ने एनयूएस कॉलेज ऑफ डिजाइन एंड इंजीनियरिंग (सीडीई) और सोलर एनर्जी रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ सिंगापुर (एसईआरआईएस) के वैज्ञानिकों की एक टीम का नेतृत्व किया, जिसने पहली बार पेरोव्स्काइट में साइनेट के सफल एकीकरण का प्रदर्शन किया। सौर सेल एक अत्याधुनिक ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट/सी टेंडेम सौर सेल विकसित करने के लिए है जो अन्य समान मल्टी-जंक्शन सौर कोशिकाओं के प्रदर्शन को पार करता है। असिस्टेंट प्रोफेसर होउ सीडीई के तहत केमिकल और बायोमोलेक्युलर इंजीनियरिंग विभाग में प्रेसिडेंशियल यंग प्रोफेसर हैं और साथ ही एनयूएस में विश्वविद्यालय स्तर के शोध संस्थान एसईआरआईएस में ग्रुप लीडर हैं। सहायक प्रोफेसर ने कहा, "उल्लेखनीय रूप से, पेरोव्स्काइट-आधारित सौर कोशिकाओं के क्षेत्र में 15 वर्षों से चल रहे शोध के बाद, यह कार्य इसकी संरचना की स्थिरता को बढ़ावा देने और बिजली रूपांतरण दक्षता में सुधार करने के लिए पेरोव्स्काइट में साइनेट को शामिल करने का पहला प्रायोगिक साक्ष्य है।" हौ. जिस प्रायोगिक प्रक्रिया के कारण यह अभूतपूर्व खोज हुई, उसे में प्रकाशित किया गया था प्रकृति ("अल्ट्रावाइड बैंडगैप पेरोव्स्काइट्स में सायनेट के साथ ट्रिपल-जंक्शन सौर सेल").
एनयूएस शोधकर्ताओं ने एक नए आयन, साइनेट को पेरोव्स्काइट संरचना में सफलतापूर्वक एकीकृत किया, जो नए ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट/सी टेंडेम सौर कोशिकाओं के निर्माण में एक महत्वपूर्ण सफलता थी। (छवि: एनयूएस)
ऊर्जा-कुशल सौर सेल प्रौद्योगिकी का निर्माण
पेरोव्स्काइट संरचना के घटकों के बीच की बातचीत उस ऊर्जा सीमा को निर्धारित करती है जिस तक यह पहुंच सकता है। इन घटकों के अनुपात को समायोजित करने या प्रत्यक्ष विकल्प खोजने से पेरोव्स्काइट की ऊर्जा सीमा को संशोधित करने में मदद मिल सकती है। हालाँकि, पूर्व अनुसंधान ने अभी तक अल्ट्रावाइड ऊर्जा रेंज और उच्च दक्षता के साथ एक पेरोव्स्काइट नुस्खा तैयार नहीं किया है। हाल ही में प्रकाशित इस काम में, एनयूएस टीम ने ब्रोमाइड के विकल्प के रूप में साइनेट, एक उपन्यास स्यूडोहैलाइड पर प्रयोग किया - हैलाइड समूह का एक आयन जो आमतौर पर पेरोव्स्काइट्स में उपयोग किया जाता है। असिस्टेंट प्रोफेसर होउ की टीम में रिसर्च फेलो डॉ. लियू शुनचांग ने पेरोव्स्काइट संरचना में साइनेट के सफल एकीकरण की पुष्टि करने के लिए विभिन्न विश्लेषणात्मक तरीकों का इस्तेमाल किया और एक साइनेट-एकीकृत पेरोव्स्काइट सौर सेल का निर्माण किया। नई पेरोव्स्काइट की परमाणु संरचना के आगे के विश्लेषण ने - पहली बार - प्रयोगात्मक सबूत प्रदान किए कि साइनेट को शामिल करने से इसकी संरचना को स्थिर करने और पेरोव्स्काइट के भीतर महत्वपूर्ण इंटरैक्शन बनाने में मदद मिली, यह दर्शाता है कि यह पेरोव्स्काइट-आधारित सौर कोशिकाओं में हैलाइड्स के लिए एक व्यवहार्य विकल्प कैसे है। प्रदर्शन का आकलन करते समय, एनयूएस वैज्ञानिकों ने पाया कि सायनेट के साथ शामिल पेरोव्स्काइट सौर सेल पारंपरिक पेरोव्स्काइट सौर सेल के 1.422 वोल्ट की तुलना में 1.357 वोल्ट का उच्च वोल्टेज प्राप्त कर सकते हैं, जिससे ऊर्जा हानि में उल्लेखनीय कमी आती है। शोधकर्ताओं ने नए इंजीनियर किए गए पेरोव्स्काइट सौर सेल को नियंत्रित परिस्थितियों में 300 घंटे तक लगातार अधिकतम शक्ति पर संचालित करके परीक्षण किया। परीक्षण अवधि के बाद, सौर सेल स्थिर रहा और 96 प्रतिशत क्षमता से ऊपर काम करता रहा। साइनेट-एकीकृत पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं के प्रभावशाली प्रदर्शन से प्रोत्साहित होकर, एनयूएस टीम ने ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट/सी टेंडेम सौर सेल को इकट्ठा करने के लिए इसका उपयोग करके अपनी अभूतपूर्व खोज को अगले चरण में ले लिया। शोधकर्ताओं ने एक दोहरी-जंक्शन अर्ध-सेल बनाने के लिए एक पेरोव्स्काइट सौर सेल और एक सिलिकॉन सौर सेल को एकत्रित किया, जो साइनेट-एकीकृत पेरोव्स्काइट सौर सेल के लगाव के लिए एक आदर्श आधार प्रदान करता है। एक बार इकट्ठा होने के बाद, शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट/सी टेंडेम सौर सेल संरचना की जटिलता के बावजूद, यह स्थिर रहा और एक मान्यता प्राप्त स्वतंत्र फोटोवोल्टिक अंशांकन प्रयोगशाला से 27.1 प्रतिशत की प्रमाणित विश्व-रिकॉर्ड दक्षता प्राप्त की। सहायक प्रोफेसर होउ ने कहा, "सामूहिक रूप से, ये प्रगति पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं में ऊर्जा हानि को कम करने में अभूतपूर्व अंतर्दृष्टि प्रदान करती है और पेरोव्स्काइट-आधारित ट्रिपल जंक्शन सौर प्रौद्योगिकी के आगे विकास के लिए एक नया पाठ्यक्रम निर्धारित करती है।"अगले चरण
ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट/सी टेंडेम सौर कोशिकाओं की सैद्धांतिक दक्षता 50 प्रतिशत से अधिक है, जो आगे की वृद्धि के लिए महत्वपूर्ण क्षमता पेश करती है, खासकर उन अनुप्रयोगों में जहां स्थापना स्थान सीमित है। आगे बढ़ते हुए, एनयूएस टीम का लक्ष्य दक्षता और स्थिरता से समझौता किए बिना इस तकनीक को बड़े मॉड्यूल तक बढ़ाना है। भविष्य का शोध पेरोव्स्काइट के इंटरफेस और संरचना में नवाचारों पर ध्यान केंद्रित करेगा - ये इस तकनीक को आगे बढ़ाने के लिए टीम द्वारा पहचाने गए प्रमुख क्षेत्र हैं।- एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
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- स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64792.php
