जर्मनी की शोध टीम ने एक सौर सेल विकसित किया है जिसकी दक्षता 24 फीसदी तक पहुंचने का दावा किया गया है। बिजली में परिवर्तित फोटॉन के हिस्से यानी, इसे इलेक्ट्रॉनों के अनुसार मापा जाता है। यह कार्बनिक और पेरोसाइट-आधारित अवशोषक के साथ मिलकर बना अब तक हासिल की गई अधिकतम क्षमता का एक नया विश्व रिकॉर्ड है।
सौर सेल को वुपर्टल विश्वविद्यालय में प्रोफेसर डॉ थॉमस रीडल की टीम द्वारा कोलोन विश्वविद्यालय में भौतिक रसायन विज्ञान संस्थान के शोधकर्ताओं और पॉट्सडैम और ट्यूबिंगन विश्वविद्यालयों के साथ-साथ बर्लिन के हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम ने साथ मिलर विकसित किया है।
पारंपरिक सौर सेल तकनीकें मुख्य रूप से अर्धचालक सिलिकॉन पर आधारित होती हैं। उनकी दक्षता में महत्वपूर्ण सुधार यानी, एकत्रित सौर विकिरण के प्रति वाट विद्युत शक्ति के अधिक वाट की शायद ही उम्मीद की जा सकती है। यह नई सौर तकनीकों को विकसित करने के लिए और अधिक आवश्यक बनाता है, जो ऊर्जा पैदा करने में निर्णायक योगदान दे सकते हैं।
इस कार्य में दो ऐसी वैकल्पिक अवशोषक सामग्री को मिला दिया गया है। यहां कार्बनिक अर्धचालकों का उपयोग किया गया, जो कार्बन-आधारित यौगिक हैं जो कुछ शर्तों के साथ बिजली का संचालन कर सकते हैं।
इन्हें उत्कृष्ट अर्धचालक गुणों के साथ, एक सीसा- सीसा-हैलोजन यौगिक के आधार पर एक पेरोसाइट के साथ जोड़ा गया था। इन दोनों तकनीकों को पारंपरिक सिलिकॉन सेलों की तुलना में उनके उत्पादन के लिए काफी कम सामग्री और ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे सौर सेलों को और भी अधिक टिकाऊ बनाना संभव हो जाता है।
चूंकि सूर्य के प्रकाश में विभिन्न वर्णक्रमीय घटक होते हैं, अर्थात, रंग, कुशलता सौर सेलों को सूर्य के प्रकाश को जितना संभव हो उतना बिजली में परिवर्तित करना होता है। यह तथाकथित अग्रानुक्रम सेलों के साथ प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें सौर सेल में विभिन्न अर्धचालक पदार्थ जुड़े होते हैं, जिनमें से प्रत्येक सौर स्पेक्ट्रम की विभिन्न श्रेणियों को अवशोषित करता है।
वर्तमान अध्ययन में कार्बनिक अर्धचालकों का उपयोग प्रकाश के पराबैंगनी और दिखने वाले भागों के लिए किया गया था, जबकि पेरोव्स्काइट निकट-अवरक्त में कुशलता से अवशोषित कर सकता है। सामग्रियों के समान संयोजनों का पहले ही पता लगाया जा चुका है, लेकिन अब शोध दल अपने प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि करने में सफल रहा है।
कोलोन विश्वविद्यालय के भौतिक रसायन विज्ञान संस्थान के डॉ सेलिना ओल्थोफ ने कहा कि परियोजना की शुरुआत में, दुनिया की सबसे अच्छी पेरोव्स्काइट या जैविक अग्रानुक्रम सेलों की दक्षता लगभग 20 फीसदी थी। वुपर्टल विश्वविद्यालय के नेतृत्व में, कोलोन के शोधकर्ता, अन्य परियोजना सहयोगियों के साथ, इसको अभूतपूर्व तौर पर 24 फीसदी तक बढ़ाने में सक्षम थे।
इस तरह की उच्च दक्षता प्राप्त करने के लिए, सौर सेलों के भीतर सामग्री के बीच इंटरफेस में नुकसान को कम किया जाना था। इस समस्या को हल करने के लिए, वुपर्टल में टीम ने एक परस्पर जड़ने वाला या इंटरकनेक्ट विकसित किया जो कार्बनिक उप-कोशिका और पेरोव्स्काइट उप-सेल को इलेक्ट्रॉनिक और वैकल्पिक रूप से जोड़ता है।
इंटरकनेक्ट के रूप में, नुकसान को यथासंभव कम रखने के लिए इंडियम ऑक्साइड की एक पतली परत को केवल 1.5 नैनोमीटर की मोटाई के साथ सौर सेल में लगाया गया। कोलोन के शोधकर्ताओं ने नुकसान प्रक्रियाओं की पहचान करने और इससे जुड़ी चीजों को और ढालने के लिए इंटरफेस और इंटरकनेक्ट के ऊर्जावान और विद्युत गुणों का आकलन करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।
वुपर्टल में टीम द्वारा किए गए सिमुलेशन से पता चला कि इस तकनीक से भविष्य में 30 प्रतिशत से अधिक की दक्षता वाली टंडेम या अग्रानुक्रम सेलों को हासिल किया जा सकता है।