के लिए साइन अप करें CleanTechnica से दैनिक समाचार अपडेट ईमेल पर। या Google समाचार पर हमारा अनुसरण करें!

सौर ऊर्जा जगत एक क्रांति के लिए तैयार है। वैज्ञानिक उन सामग्रियों का उपयोग करके एक नए प्रकार के सौर सेल विकसित करने के लिए दौड़ रहे हैं जो आज के पैनलों की तुलना में अधिक कुशलता से बिजली परिवर्तित कर सकते हैं।

में नया कागज जर्नल में 26 फरवरी को प्रकाशित प्रकृति ऊर्जासीयू बोल्डर शोधकर्ता और उनके अंतरराष्ट्रीय सहयोगियों ने नई सौर कोशिकाओं के निर्माण के लिए एक अभिनव विधि का अनावरण किया, जिसे पेरोव्स्काइट कोशिकाओं के रूप में जाना जाता है, जो सौर प्रौद्योगिकी की अगली पीढ़ी पर विचार करने वाले व्यावसायीकरण के लिए एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है।

आज, लगभग सभी सौर पैनल सिलिकॉन से बने होते हैं, जिनकी दक्षता 22% है। इसका मतलब यह है कि सिलिकॉन पैनल सूर्य की ऊर्जा का लगभग पांचवां हिस्सा ही बिजली में परिवर्तित कर सकते हैं, क्योंकि सामग्री सूर्य के प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का केवल एक सीमित अनुपात ही अवशोषित करती है। सिलिकॉन का उत्पादन भी महंगा और ऊर्जा गहन है।

पेरोव्स्काइट दर्ज करें. सिंथेटिक अर्धचालक सामग्री में कम उत्पादन लागत पर सिलिकॉन की तुलना में काफी अधिक सौर ऊर्जा को परिवर्तित करने की क्षमता है।

केमिकल और बायोलॉजिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर और सीयू बोल्डर के नवीकरणीय और सतत ऊर्जा संस्थान के साथी माइकल मैकगी ने कहा, "पेरोव्स्काइट्स एक गेम चेंजर हो सकता है।"

वैज्ञानिक टेंडेम सेल बनाने के लिए पारंपरिक सिलिकॉन कोशिकाओं के ऊपर पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं को रखकर उनका परीक्षण कर रहे हैं। दो सामग्रियों को परत करने से, जिनमें से प्रत्येक सूर्य के स्पेक्ट्रम के एक अलग हिस्से को अवशोषित करता है, संभावित रूप से पैनलों की दक्षता 50% से अधिक बढ़ सकती है।

“हम अभी भी तेजी से विद्युतीकरण देख रहे हैं, अधिक कारें बिजली से चल रही हैं। हम अधिक कोयला संयंत्रों को रिटायर करने और अंततः प्राकृतिक गैस संयंत्रों से छुटकारा पाने की उम्मीद कर रहे हैं,'' मैक्गी ने कहा। "यदि आप मानते हैं कि हमारे पास पूरी तरह से नवीकरणीय भविष्य होगा, तो आप पवन और सौर बाजारों को आज की तुलना में कम से कम पांच से दस गुना तक विस्तारित करने की योजना बना रहे हैं।"

उन्होंने कहा, वहां तक ​​पहुंचने के लिए उद्योग को सौर कोशिकाओं की दक्षता में सुधार करना होगा।

लेकिन व्यावसायिक स्तर पर उन्हें पेरोव्स्काइट से बनाने में एक बड़ी चुनौती ग्लास प्लेटों पर सेमीकंडक्टर कोटिंग की प्रक्रिया है जो पैनलों के निर्माण खंड हैं। वर्तमान में, पेरोव्स्काइट्स को ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने से रोकने के लिए कोटिंग प्रक्रिया को नाइट्रोजन जैसी गैर-प्रतिक्रियाशील गैस से भरे एक छोटे बॉक्स में करना पड़ता है, जिससे उनका प्रदर्शन कम हो जाता है।

“अनुसंधान के स्तर पर यह ठीक है। लेकिन जब आप कांच के बड़े टुकड़ों पर कोटिंग करना शुरू करते हैं, तो नाइट्रोजन से भरे बॉक्स में ऐसा करना कठिन और कठिन हो जाता है,'' मैक्गी ने कहा।

मैक्गी और उनके सहयोगी हवा के साथ उस हानिकारक प्रतिक्रिया को रोकने का एक तरीका खोजने के लिए निकल पड़े। उन्होंने पाया कि कोटिंग से पहले पेरोव्स्काइट समाधान में डाइमिथाइलमोनियम फॉर्मेट या डीएमएएफओ जोड़ने से सामग्री को ऑक्सीकरण से रोका जा सकता है। यह खोज कोटिंग को छोटे बक्से के बाहर, परिवेशी वायु में करने में सक्षम बनाती है। प्रयोगों से पता चला है कि DMAFo एडिटिव से बनी पेरोव्स्काइट कोशिकाएं अपने आप लगभग 25% की दक्षता प्राप्त कर सकती हैं, जो पेरोव्स्काइट कोशिकाओं के 26% के वर्तमान दक्षता रिकॉर्ड के बराबर है।

योजक ने कोशिकाओं की स्थिरता में भी सुधार किया।

वाणिज्यिक सिलिकॉन पैनल आम तौर पर 80 वर्षों के बाद अपने प्रदर्शन का कम से कम 25% बनाए रख सकते हैं, जिससे प्रति वर्ष लगभग 1% दक्षता कम हो जाती है। हालाँकि, पेरोव्स्काइट कोशिकाएँ अधिक प्रतिक्रियाशील होती हैं और हवा में तेजी से नष्ट हो जाती हैं। नए अध्ययन से पता चला है कि DMAFo से बने पेरोव्स्काइट सेल ने शोधकर्ताओं द्वारा 90 घंटों तक सूरज की रोशनी की नकल करने वाली एलईडी रोशनी के संपर्क में आने के बाद अपनी 700% दक्षता बरकरार रखी। इसके विपरीत, डीएमएएफओ के बिना हवा में बनी कोशिकाएं केवल 300 घंटों के बाद तेजी से नष्ट हो गईं।

उन्होंने कहा, हालांकि यह एक बहुत ही उत्साहजनक परिणाम है, एक वर्ष में 8,000 घंटे होते हैं। इसलिए यह निर्धारित करने के लिए लंबे परीक्षणों की आवश्यकता है कि ये कोशिकाएं ओवरटाइम कैसे झेलती हैं।

मैक्गी ने कहा, "यह कहना जल्दबाजी होगी कि वे सिलिकॉन पैनलों की तरह स्थिर हैं, लेकिन हम इस दिशा में एक अच्छे प्रक्षेप पथ पर हैं।"

यह अध्ययन पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं को व्यावसायीकरण के एक कदम और करीब लाता है। साथ ही, मैक्गी की टीम सक्रिय रूप से 30% से अधिक की वास्तविक दुनिया दक्षता के साथ टेंडेम सेल विकसित कर रही है, जिसका परिचालन जीवनकाल सिलिकॉन पैनल के समान है।

मैक्गी एक अमेरिकी अकादमिक-उद्योग साझेदारी का नेतृत्व करते हैं जिसे टेंडेम्स फॉर एफिशिएंट एंड एडवांस्ड मॉड्यूल्स यूजिंग अल्ट्रास्टेबल पेरोव्स्काइट्स (TEAMUP) कहा जाता है। तीन अन्य विश्वविद्यालयों, दो कंपनियों और एक राष्ट्रीय प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर, कंसोर्टियम को स्थिर टेंडेम पेरोव्स्काइट विकसित करने के लिए पिछले साल अमेरिकी ऊर्जा विभाग से 9 मिलियन डॉलर का वित्त पोषण प्राप्त हुआ, जिसका वास्तविक दुनिया में उपयोग किया जा सकता है और व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य हैं। लक्ष्य पारंपरिक सिलिकॉन पैनलों की तुलना में अधिक कुशल और 25 साल की अवधि में समान रूप से स्थिर टेंडेम बनाना है।

उच्च दक्षता और संभावित रूप से कम कीमत के साथ, इन टेंडेम कोशिकाओं में मौजूदा सिलिकॉन पैनलों की तुलना में व्यापक अनुप्रयोग हो सकते हैं, जिसमें इलेक्ट्रिक वाहनों की छतों पर संभावित स्थापना भी शामिल है। वे धूप में छोड़ी गई कार में प्रति दिन 15 से 25 मील की रेंज जोड़ सकते हैं, जो कई लोगों की दैनिक यात्रा को कवर करने के लिए पर्याप्त है। ड्रोन और सेलबोट को भी ऐसे पैनलों द्वारा संचालित किया जा सकता है।

मैक्गी ने कहा कि पेरोव्स्काइट्स में एक दशक के शोध के बाद, इंजीनियरों ने पेरोव्स्काइट कोशिकाएं बनाई हैं जो सिलिकॉन कोशिकाओं जितनी ही कुशल हैं, जिनका आविष्कार 70 साल पहले किया गया था। “हम पेरोव्स्काइट्स को अंतिम रेखा तक ले जा रहे हैं। यदि टेंडेम अच्छा काम करते हैं, तो उनमें निश्चित रूप से बाजार पर हावी होने और सौर कोशिकाओं की अगली पीढ़ी बनने की क्षमता है, ”उन्होंने कहा।

सौजन्य से य्वाइन ये & कोलोराडो विश्वविद्यालय.

• एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
• प्लेटोडेटा.नेटवर्क वर्टिकल जेनरेटिव एआई। स्वयं को शक्तिवान बनाएं। यहां पहुंचें।
• प्लेटोआईस्ट्रीम। Web3 इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
• प्लेटोईएसजी. कार्बन, क्लीनटेक, ऊर्जा, पर्यावरण, सौर, कचरा प्रबंधन। यहां पहुंचें।
• प्लेटोहेल्थ। बायोटेक और क्लिनिकल परीक्षण इंटेलिजेंस। यहां पहुंचें।
• स्रोत: https://cleantechnica.com/2024/03/23/researchers-take-major-step-toward-developing-next-generation-solar-cells/