शोधकर्ताओं ने ऐसे अणुओं का अनावरण किया जो कार्बनिक सौर कोशिकाओं को टर्बोचार्ज कर सकते हैं

शोधकर्ताओं ने ऐसे अणुओं का अनावरण किया जो कार्बनिक सौर कोशिकाओं को टर्बोचार्ज कर सकते हैं

रीको सीबो द्वारा

सिंघुआ, जापान (एसपीएक्स) फरवरी 28, 2024

6 फरवरी को नैनो रिसर्च में प्रकाशित एक अभूतपूर्व अध्ययन में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने प्रोपेलर की तरह डिज़ाइन किए गए एक क्रांतिकारी अणु, 3PNIN का अनावरण किया है, जो कार्बनिक सौर कोशिकाओं (ओएससी) की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि करने का वादा करता है। यह प्रगति नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र में, विशेष रूप से ओएससी के विकास और अनुप्रयोग में एक महत्वपूर्ण बदलाव ला सकती है।

पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित सौर कोशिकाओं की तुलना में ओएससी को उनके हल्के, लचीले और संभावित लागत प्रभावी उत्पादन के लिए मनाया जाता है। अपने फायदों के बावजूद, ओएससी को चुनौतियों का सामना करना पड़ा है, खासकर कैथोड इंटरफेसियल सामग्री (सीआईएम) के क्षेत्र में। ओएससी में कैथोड और सक्रिय परत के बीच कुशल चार्ज ट्रांसफर के लिए सीआईएम महत्वपूर्ण हैं, जो सीधे कोशिकाओं की बिजली रूपांतरण दक्षता (पीसीई) को प्रभावित करते हैं। अब तक, सीआईएम का विकास धीमा रहा है, जिससे ओएससी उन्नति की पूरी क्षमता बाधित हुई है।

अध्ययन दो प्रोपेलर-आकार के आइसोमर्स, 3PNIN और 3ONIN की शुरूआत पर केंद्रित है, जो समान आणविक सूत्र साझा करते हैं लेकिन उनके अंत-कैप्ड समूहों की व्यवस्था में भिन्न होते हैं। यह संरचनात्मक भिन्नता अलग-अलग अंतर-आणविक इंटरैक्शन की अनुमति देती है, जो सीआईएम की कार्यक्षमता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है और परिणामस्वरूप, ओएससी के फोटोवोल्टिक प्रदर्शन को प्रभावित करती है।

अध्ययन के प्रमुख लेखक प्रोफेसर मिंगहुआ हुआंग ने समकालीन नवीकरणीय ऊर्जा परिदृश्य में ओएससी के महत्व पर प्रकाश डाला। हुआंग के अनुसार, "ओएससी अपनी ईथर वास्तुकला, अर्ध-पारदर्शिता, लागत प्रभावी उत्पादन और स्केलेबल मुद्रित असेंबली की विशेषता के साथ प्रमुखता से उभरे हैं, जिससे लचीली पहनने योग्य प्रौद्योगिकियों को सशक्त बनाने में एक नए युग की शुरुआत हुई है।" 3PNIN और 3ONIN का आगमन OSCs की दीर्घकालिक दक्षता चुनौतियों को संबोधित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण छलांग का प्रतिनिधित्व करता है।

परीक्षण से पता चला कि दोनों यौगिक अपने विन्यास के कारण सीआईएम की कार्यक्षमता पर गहरा अलग प्रभाव डालते हैं। 3PNIN, अपनी अधिक समतल आणविक संरचना के साथ, अपने अंत-कैप्ड समूहों को 3ONIN की तुलना में अधिक सपाट रहने की अनुमति देता है, जिससे इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और चालकता में वृद्धि होती है। इस संरचनात्मक लाभ के परिणामस्वरूप 3PNIN से उपचारित OSC उपकरण 17.73% का PCE प्राप्त करते हैं, जो 16.82ONIN-उपचारित उपकरणों से प्राप्त 3% से अधिक है।

इस शोध के निहितार्थ ओएससी दक्षता में तत्काल वृद्धि से परे हैं। 3पीएनआईएन न केवल थर्मली स्थिर उपकरण बनाने का वादा करता है, बल्कि ओएससी प्रौद्योगिकी में और सुधार के द्वार भी खोलता है, जिससे संभावित रूप से नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की पहुंच और दक्षता में वृद्धि होती है। इस तरह की प्रगति नवीकरणीय ऊर्जा और जैविक इलेक्ट्रॉनिक्स के व्यापक परिदृश्य पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती है।

इस शोध के पीछे सहयोगात्मक प्रयास में चीन के महासागर विश्वविद्यालय में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग स्कूल से हाओ लियू, जिलेई जियांग, शुइक्सिंग दाई, जियानबियाओ होउ और मिंगहुआ हुआंग शामिल थे; समुद्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए पायलट राष्ट्रीय प्रयोगशाला में समुद्री संक्षारण और संरक्षण के लिए ओपन स्टूडियो से लियांगमिन यू; शेडोंग विश्वविद्यालय में फ्रंटियर और अंतःविषय विज्ञान संस्थान में सामग्री निर्माण और ऊर्जा रूपांतरण के लिए विज्ञान केंद्र से जू झांग और के गाओ; और चीनी विज्ञान अकादमी में कार्यात्मक झिल्ली सामग्री और झिल्ली प्रौद्योगिकी की क़िंगदाओ कुंजी प्रयोगशाला से हेक्विंग जियांग।

यह अध्ययन न केवल ओएससी की दक्षता बढ़ाने के लिए एक आशाजनक मार्ग प्रदान करता है बल्कि नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाने में आणविक संरचना की महत्वपूर्ण भूमिका को भी रेखांकित करता है।

अनुसंधान रिपोर्ट:कुशल कार्बनिक सौर कोशिकाओं के लिए कैथोड इंटरफेशियल सामग्री के प्रोपेलर के आकार के एनआई आइसोमर्स

संबंधित कड़ियाँ

शिघुआ विश्वविद्यालय

SolarDaily.com पर सौर ऊर्जा के बारे में सब कुछ