अध्ययन एक उपन्यास ऑल-पेरोव्स्काइट अग्रानुक्रम का वर्णन करता है सौर सेल जिसमें विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करने का सस्ता और अधिक कुशल तरीका प्रदान करने की क्षमता है
के गैर-नवीकरणीय स्रोत पर हमारी निर्भरता ऊर्जा कोयला, तेल, गैस जैसे जीवाश्म ईंधन का मानव जाति और पर्यावरण पर जबरदस्त नकारात्मक प्रभाव पड़ा है। जीवाश्म ईंधन के जलने से ग्रीनहाउस प्रभाव बढ़ता है और ग्लोबल वार्मिंग का कारण बनता है, आवासों को नष्ट करता है, वायु, जल और भूमि प्रदूषण का कारण बनता है और सार्वजनिक स्वास्थ्य को प्रभावित करता है। स्थायी प्रौद्योगिकी के निर्माण की तत्काल आवश्यकता है जो मदद कर सके बिजली विश्व स्वच्छ ऊर्जा का उपयोग कर रहा है। सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी एक ऐसी विधि है जिसमें सूर्य की रोशनी - ऊर्जा का सबसे प्रचुर नवीकरणीय स्रोत - का उपयोग करने और इसे विद्युत ऊर्जा या शक्ति में परिवर्तित करने की क्षमता है। के लाभप्रद कारक सौर मानव और पर्यावरण को लाभ पहुंचाने की दृष्टि से ऊर्जा के उपयोग को बढ़ावा देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है सौर ऊर्जा.
सिलिकॉन आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है सौर कोशिकाओं में सौर पैनलों जो आज बाजार में उपलब्ध हैं। की फोटोवोल्टिक प्रक्रिया सौर कोशिकाएं किसी भी ईंधन के अतिरिक्त उपयोग के बिना सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदल सकती हैं। सिलिकॉन की डिजाइन और दक्षता सौर विनिर्माण और प्रौद्योगिकी में प्रगति के कारण दशकों में पैनलों में उल्लेखनीय सुधार हुआ है। ए की फोटोवोल्टिक दक्षता सौर सेल को ऊर्जा के उस भाग के रूप में परिभाषित किया जाता है जो सूर्य के प्रकाश के रूप में होता है और जिसे बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है। फोटोवोल्टिक दक्षता और समग्र लागत इसमें दो मुख्य सीमित कारक हैं सौर पैनल आज.
सिलिकॉन के अलावा सौर कोशिकाएँ, अग्रानुक्रम सौर ऐसी कोशिकाएँ भी उपलब्ध हैं जिनमें विशिष्ट कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है जो सूर्य के स्पेक्ट्रम के प्रत्येक भाग के लिए अनुकूलित होती हैं जिससे समग्र दक्षता में वृद्धि होती है। सूर्य के प्रकाश यानी सूर्य के स्पेक्ट्रम के दूसरे हिस्से से उच्च ऊर्जा वाले नीले फोटॉन को अवशोषित करने में पेरोव्स्काइट्स नामक सामग्री को सिलिकॉन से बेहतर माना जाता है। पेरोव्स्काइट पॉलीक्रिस्टलाइन सामग्री हैं (आम तौर पर मिथाइलमोनियम लेड ट्राइहैलाइड (CH3NH3PbX3, जहां शीर्ष जो पेरोव्स्काइट कोशिकाओं के साथ-साथ पीले, लाल और निकट अवरक्त फोटॉनों को अवशोषित कर सकता है, जिससे बिजली का उत्पादन लगभग दोगुना हो जाता है।
में प्रकाशित एक नए अध्ययन में विज्ञान 3 मई को शोधकर्ताओं ने पहली बार सभी पेरोव्स्काइट टेंडेम सौर सेल विकसित किए हैं जो 25 प्रतिशत तक की दक्षता देते हैं। इस सामग्री को लेड-टिन मिश्रित लो-बैंड गैप पेरोव्स्काइट फिल्म ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4 कहा जाता है; फॉर्मामिडिनियम के लिए एफए और मिथाइलमोनियम के लिए एमए)। टिन में हवा से ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने का नुकसान होता है, जिससे क्रिस्टलीय जाली में दोष पैदा होता है, जो विद्युत आवेश की गति को बाधित कर सकता है। सौर सेल जिससे सेल की कार्यक्षमता सीमित हो जाती है। शोधकर्ताओं ने पेरोव्स्काइट में टिन को ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने से रोकने का एक तरीका खोजा। उन्होंने लेड-टिन मिश्रित लो-बैंड गैप पेरोव्स्काइट फिल्मों के संरचनात्मक और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणों में उल्लेखनीय सुधार करने के लिए गुआनिडिनियम थियोसाइनेट नामक एक रासायनिक यौगिक का उपयोग किया। यौगिक गुआनिडिनियम थायोसाइनेट पेरोव्स्काइट क्रिस्टलाइट्स को कोट करता है सौर फिल्म को अवशोषित करके ऑक्सीजन को टिन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए अंदर जाने से रोकता है। इससे सौर सेल की दक्षता सीधे 18 से 20 प्रतिशत तक बढ़ जाती है। इसके अलावा, जब इस नई सामग्री को पारंपरिक रूप से उपयोग की जाने वाली उच्च-अवशोषित शीर्ष पेरोव्स्काइट परत के साथ जोड़ा गया, तो दक्षता 25 प्रतिशत तक बढ़ गई।
वर्तमान अध्ययन सभी पेरोसाइट पतली-फिल्मों का उपयोग करके पहली बार अग्रानुक्रम सौर कोशिकाओं के डिजाइन का वर्णन करता है और यह तकनीक एक दिन सौर कोशिकाओं में सिलिकॉन की जगह ले सकती है। नई सामग्री उच्च गुणवत्ता की है, सस्ती है और इसका निर्माण सरल है जबकि सिलिकॉन और सिलिकॉन-पेरोव्स्काइट्स अग्रानुक्रम कोशिकाओं की तुलना में लागत कम है। पेरोव्स्काइट्स सिलिकॉन की तुलना में मानव निर्मित सामग्री हैं और पेरोव्स्काइट्स आधारित सौर पैनल लचीले, हल्के और अर्ध-पारदर्शी हैं। यद्यपि वर्तमान सामग्री को सिलिकॉन-पेरोव्स्काइट प्रौद्योगिकी की दक्षता को पार करने में कुछ समय लगेगा। फिर भी, पेरोसाइट-आधारित पॉलीक्रिस्टलाइन फिल्मों में अग्रानुक्रम सौर कोशिकाओं को डिजाइन करने की क्षमता होती है जो अन्य कारकों को बिना रोके रखते हुए 30 प्रतिशत तक की दक्षता प्रदान कर सकती हैं। पर्यावरण पर प्रभाव को कम करने के लिए सामग्री को मजबूत, अधिक स्थिर और पुन: प्रयोज्य बनाने के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है। सौर ऊर्जा क्षेत्र सबसे तेजी से बढ़ रहा है और अंतिम लक्ष्य स्वच्छ ऊर्जा के लिए एक आशाजनक विकल्प की खोज करना है।
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स्रोत (रों)
टोंग जे एट अल। Sn-Pb perovskites में 2019 कैरियर जीवनकाल> 1 μs कुशल ऑल-पेरोव्स्काइट अग्रानुक्रम सौर कोशिकाओं को सक्षम करता है। विज्ञान, 364 (6439)। https://doi.org/10.1126/science.aav7911
