सिंगापुर के राष्ट्रीय विश्वविद्यालय (एनयूएस) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने पेरोव्स्काइट और कार्बनिक पदार्थों का उपयोग करके नया सौर सेल बनाया है। इस नई तकनीक ने बिजली के रूपांतरण दक्षता में एक नया रिकॉर्ड स्थापित किया है। यह तकनीक लचीली, हल्के वजन, कम लागत और बहुत पतली फोटोवोल्टिक सेल वाली है। यह फोटोवोल्टिक सेल वाहनों, नौकाओं और अन्य मोबाइल उपकरणों लिए सबसे बेहतर है।
यहां बताते चलें कि 'पेरोव्स्काइट' एक पीला, भूरा या काला खनिज जिसमें बड़े पैमाने पर कैल्शियम टाइटेनेट होता है।
प्रमुख शोधकर्ता प्रोफेसर होउ यी ने कहा कि कार्बन कटौती के लिए स्वच्छ और अक्षय ऊर्जा की तकनीकें अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। सौर सेल जो सीधे सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं, सबसे आशाजनक स्वच्छ ऊर्जा तकनीकों में से एक हैं।
सौर सेल की अधिकतक शक्ति रूपांतरण दक्षता सीमित क्षेत्र का उपयोग करके अधिक विद्युत शक्ति उत्पन्न करने के लिए महत्वपूर्ण है। यह बदले में, सौर ऊर्जा पैदा करने की कुल लागत को कम करती है। प्रोफेसर होउ यी सिंगापुर के एनयूएस विभाग में रासायनिक और जैव-आणविक इंजीनियरिंग सौर ऊर्जा अनुसंधान संस्थान में "पेरोव्स्काइट-आधारित मल्टी-जंक्शन सौर सेल समूह” की अगुवाई कर रहे हैं।
इस अध्ययन की मुख्य प्रेरणा पेरोव्स्काइट या कार्बनिक अग्रानुक्रम सौर सेल की शक्ति को बजली में बदलने की दक्षता में सुधार करना है। उन्होंने कहा हमारे नवीनतम काम में, हमने सोलर सेल से 23.6 फीसदी की बिजली का रूपांतरण किया है। यह इस प्रकार के सौर सेलों के लिए सबसे अच्छा प्रदर्शन है।
यह उपलब्धि पेरोव्स्काइट या कार्बनिक अग्रानुक्रम सौर सेल पर अन्य अध्ययनों के मुकाबले लगभग 20 फीसदी की वर्तमान बिजली रूपांतरण दर से महत्वपूर्ण छलांग है। यह 26.7 फीसदी सिलिकॉन सौर सेलों की बिजली रूपांतरण दर के करीब पहुंच गई है। वर्तमान सौर फोटोवोल्टिक (पीवी) तकनीक बाजार की बहुत बड़ी सौर प्रौद्योगिकी है।
सौर ऊर्जा की दुनिया में नया कमाल
सौर सेल तकनीक ने हाल के वर्षों में एक स्थायी ऊर्जा स्रोत के रूप में जबरदस्त विकास हासिल किया है। सौर सेल की विश्वसनीयता, दक्षता, स्थायित्व और कीमत का दुनिया भर में सौर ऊर्जा परियोजनाओं की व्यावसायिक क्षमता और बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
सौर ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग किए जा रहे पारंपरिक सौर सेल एकल-जंक्शन वास्तुकला पर आधारित हैं। एकल-जंक्शन सौर सेलों की व्यावहारिक बिजली रूपांतरण दक्षता औद्योगिक उत्पादन में लगभग 27 फीसदी तक सीमित है। सौर ऊर्जा उत्पादन की सीमाओं को आगे बढ़ाने के लिए सौर सेलों के लिए बिजली रूपांतरण में बेहतर प्रदर्शन करने के नए समाधान की आवश्यकता होगी।
सौर सेलों की शक्ति रूपांतरण दक्षता को 30 फीसदी से अधिक बढ़ाने के लिए, दो या दो से अधिक अवशोषक परतों (मल्टी-जंक्शन सेलों) की आवश्यकता होती है। अग्रानुक्रम सौर सेल, जो दो अलग-अलग प्रकार के फोटोवोल्टिक सामग्रियों का उपयोग करके बनाए जाते हैं।
अपने नवीनतम शोध में सहायक प्रोफेसर होउ और उनकी टीम ने पेरोव्स्काइट या कार्बनिक अग्रानुक्रम सौर सेल के क्षेत्र में नई शुरुआत की है। उनकी खोज पतली-फिल्म अग्रानुक्रम सौर सेलों के लिए द्वार खोलती है जो हल्के और मोड़े जा सकते हैं, जिनमें सौर-संचालित वाहन, नाव और अन्य मोबाइल उपकरणों जैसे संसाधनों में उपयोग कर सकते हैं।
बिजली बनाने में सबसे बेहतर
एक अग्रानुक्रम सौर सेल में इंटरकनेक्टिंग परतों (आईसीएल) का उपयोग करके विद्युत रूप से जुड़े दो या दो से अधिक सेल शामिल होती हैं। आईसीएल एक उपकरण के प्रदर्शन और फिर से उत्पादन को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। एक प्रभावी आईसीएल रासायनिक रूप से निष्क्रिय, विद्युत प्रवाहकीय और वैकल्पिक रूप से पारदर्शी होना चाहिए।
हालांकि अगली पीढ़ी की पतली-फिल्म पेरोव्स्काइट या कार्बनिक अग्रानुक्रम सौर सेल के लिए आकर्षक हैं, लेकिन उनकी दक्षता अन्य प्रकार के अग्रानुक्रम सौर सेलों से पीछे है। इस तकनीकी चुनौती का समाधान करने के लिए, सहायक प्रोफेसर होउ और उनकी टीम ने एक नया और प्रभावी आईसीएल विकसित किया जो अग्रानुक्रम सौर सेल के भीतर वोल्टेज, ऑप्टिकल और बिजली के नुकसान को कम करता है। यह खोज 23.6 फीसदी की बिजली बनाने की दर हासिल करते हुए, पेरोव्स्काइट या कार्बनिक अग्रानुक्रम सौर सेलों की दक्षता में उल्लेखनीय रूप से सुधार करता है।
प्रोफेसर होउ ने कहा हमारा अध्ययन फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकी के भविष्य के व्यावसायिक अनुप्रयोग के लिए पेरोव्स्काइट-आधारित अग्रानुक्रम सौर सेलों की बड़ी क्षमता को दर्शाता है। हमारी नई खोज के आधार पर, हम अपने अग्रानुक्रम सौर सेलों के प्रदर्शन में और सुधार करने और इस तकनीक को आगे बढ़ाने की उम्मीद करते हैं। यह शोध हांगकांग विश्वविद्यालय और दक्षिणी विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के सहयोग से किया गया है, इसे नेचर एनर्जी में प्रकाशित किया गया है।