हाल के वर्षों से दुनिया भर के इंजीनियर ऊर्जा को अधिक स्थायी रूप से उत्पन्न और संग्रहीत करने के लिए नई-नई तकनीकों का विकास कर रहे हैं। इन तकनीकों में सौर या फोटोवोल्टिक सेल, विद्युत उपकरण शामिल हैं जो सूर्य से प्रकाश को बिजली में बदल सकते हैं।
दो भरोसेमंद प्रकार के सौर सेल सिलिकॉन हेटेरोजंक्शन (एसएचजे) सौर सेल और पेरोसाइट या एसएचजे टेंडेम सौर सेल हैं। सौर सेलों के इन दोनों वर्गों को हाइड्रोजनीकृत सिलिकॉन (ए-सी: एच), सिलिकॉन के बिना-क्रिस्टलीय रूप का उपयोग करके बनाया जाता है। जिसका उपयोग आमतौर पर पतली फिल्म ट्रांजिस्टर, बैटरी और एलसीडी डिस्प्ले बनाने के लिए भी किया जाता है।
ए-सी: एच का उपयोग कई वर्षों से फोटोवोल्टिक बनाने के लिए किया गया है, इसकी कम खराब घनत्व, ट्यून करने योग्य चालन और अन्य लाभों के कारण इसका उपयोग किया गया। चूंकि इस सामग्री के फायदे 3 डी अंतरिक्ष में हाइड्रोजन और सिलिकॉन के विन्यास पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं।
इंजीनियरों को अधिक प्रदर्शन करने वाले उपकरणों को बनाने के लिए उच्च स्तर की सटीकता के साथ सामग्री की सूक्ष्म संरचना को नियंत्रित करने में सक्षम होना चाहिए।
इससे पहले सामग्री वैज्ञानिकों ने सूर्य से प्रकाश को और अधिक कुशलता से उपयोग करने के लिए मेटलॉइड रासायनिक तत्व बोरॉन का उपयोग करके अनाकार सिलिकॉन को लगाने की कोशिश की है। हालांकि अब तक उनमें से अधिकांश के सही परिणाम हासिल नहीं हुए है।
चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस), झोंगवेई न्यू एनर्जी और किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (केएयूएसटी) के शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक नई रणनीति पेश की है जो बोरॉन का उपयोग करके सी: एच पतली फिल्मों की दक्षता में काफी सुधार कर सकती है। अध्ययन में पेश की गई यह रणनीति फिल्मों को हल्का करने पर जोर देती है।
वेन्झू लियू ने बताया कि आकार रहित टेट्रावैलेंट सिलिकॉन में ट्रिवेलेंट बोरॉन की बेहद कम प्रभावी डोपिंग दक्षता के कारण, एसएचजे उपकरणों के हल्के उपयोग उनके जमा करने वाले कारकों (एफएफ) द्वारा सीमित होता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रकाश को अवशोषित करने से बोरॉन-डॉप्ड ए-सी: एच की पतली फिल्में कम प्रकाश में भी ऊर्जा को बढ़ावा दे सकती हैं।
अपने प्रयोगों में, लियू और उनके सहयोगियों ने पाया कि यह प्रकाश को आगे बढ़ा सकता है और कमजोर रूप से बंधे हाइड्रोजन परमाणुओं को ए-एसआई:एच में रोक सकता है। यह बदले में बोरॉन डोपिंग को सक्रिय करता है, सामग्री के कम उपयोग होने वाली क्षमताओं को बढ़ाता है।
शोधकर्ताओं द्वारा बताया गया कि प्रभाव उलटा होता है और टीम ने पाया कि एक बार जब सौर सेल में प्रकाश नहीं पहुंचता है तो सामग्री की अंधेरे में चालकता समय के साथ अपने आप घट जाती है।
लियू और उनके सहयोगियों ने एसएचजे सौर सेल की दक्षता को बढ़ाने के लिए इसका उपयोग करके अपनी रणनीति की प्रभावशीलता का परीक्षण किया। फिर उन्होंने सौर प्रकाश सिम्युलेटर का उपयोग करके 25 डिग्री सेल्सियस के मानक तापमान पर अपने सौर सेलों के प्रदर्शन का आकलन किया।
कुल मिलाकर उन्होंने अपनी विधि का उपयोग करके जिन सौर सेलों को डोप या मिलाया, उन्होंने 244.63 वर्ग सेंटीमीटर वेफर पर 85.42 फीसदी के एफएफ के साथ 25.18 फीसदी की उल्लेखनीय प्रमाणित कुल-क्षेत्र बिजली रूपांतरण दक्षता प्रदर्शित की। ये परिणाम अत्यधिक आशाजनक हैं और उन्होंने कहा कि अगले अध्ययनों में इसमें और सुधार किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं की इस टीम द्वारा हाल ही में किए गए कार्य एसएचजे सेलों और सिलिकॉन आधारित फोटोवोल्टिक के विकास के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकते हैं। भविष्य में उनके द्वारा प्रस्तावित रणनीति का उपयोग मौजूदा और नव विकसित सौर तकनीकों दोनों के प्रकाश को जमा करने के गुणों को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। यह शोध नेचर एनर्जी में प्रकाशित हुआ है।