एकल-विखंडन सौर सेल: सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलने का एक कुशल तरीका

एमआईटी के वैज्ञानिकों ने सिंगलेट एक्सिटॉन विखंडन विधि द्वारा मौजूदा सिलिकॉन सौर कोशिकाओं को अधिक संवेदनशील बनाया है। इससे सौर कोशिकाओं की दक्षता 18 प्रतिशत से बढ़कर 35 प्रतिशत तक हो सकती है, जिससे ऊर्जा उत्पादन दोगुना हो जाता है और इस प्रकार सौर प्रौद्योगिकी की लागत कम हो जाती है।

जीवाश्म ईंधन पर हमारी निर्भरता को कम करना और एक सतत भविष्य के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास करना अत्यंत आवश्यक होता जा रहा है। सौर ऊर्जा एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है जिसमें सूर्य के प्रकाश को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। सौर सेल आमतौर पर सिलिकॉन से बने होते हैं जो फोटोवोल्टिक प्रक्रिया का उपयोग करके सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करते हैं। टैंडम सेल भी डिजाइन किए जा रहे हैं जिनमें आमतौर पर पेरोवस्काइट सेल शामिल होते हैं, जहां सौर सेल का प्रत्येक भाग सूर्य के विभिन्न स्पेक्ट्रम से ऊर्जा का उपयोग कर सकता है और इस प्रकार उच्च दक्षता प्राप्त कर सकता है। आज उपलब्ध सौर सेल अपनी दक्षता के कारण सीमित हैं, जो केवल 15-22 प्रतिशत है।

नेचर पत्रिका में 3 जुलाई को प्रकाशित एक अध्ययन में यह दिखाया गया है कि सिंगलेट एक्सिटॉन फिशन नामक प्रभाव का उपयोग करके सिलिकॉन सौर सेल की दक्षता को 35 प्रतिशत तक कैसे बढ़ाया जा सकता है। इस प्रभाव में प्रकाश का एक कण (फोटॉन) केवल एक के बजाय दो इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न कर सकता है। 1970 के दशक में इसकी खोज के बाद से सिंगलेट एक्सिटॉन फिशन कई पदार्थों में देखा गया है। वर्तमान अध्ययन का उद्देश्य इस प्रभाव को पहली बार एक व्यवहार्य सौर सेल में रूपांतरित करना था।

शोधकर्ताओं ने एकल एक्सिटॉन विखंडन प्रभाव को टेट्रासीन (एक ज्ञात पदार्थ जो इसे प्रदर्शित करता है) से क्रिस्टलीय सिलिकॉन में स्थानांतरित किया। यह पदार्थ टेट्रासीन एक हाइड्रोकार्बन कार्बनिक अर्धचालक है। यह स्थानांतरण एक्सिटॉनिक टेट्रासीन परत और सिलिकॉन सौर सेल के बीच हैफनियम ऑक्सीनाइट्राइड (8 एंगस्ट्रॉम) की एक अतिरिक्त पतली परत रखकर और उन्हें आपस में जोड़कर प्राप्त किया गया।

हैफनियम ऑक्सीनाइट्राइड की यह छोटी परत एक सेतु का काम करती है और टेट्रासीन परत में उच्च ऊर्जा वाले फोटॉनों के उत्पादन को संभव बनाती है, जिससे सिलिकॉन सेल में सामान्यतः एक के बजाय दो इलेक्ट्रॉन मुक्त होते हैं। सिलिकॉन सौर सेल की इस संवेदनशीलता से ऊष्मीय हानि कम होती है और प्रकाश के प्रति बेहतर संवेदनशीलता प्राप्त होती है। सौर सेलों का ऊर्जा उत्पादन दोगुना हो जाता है क्योंकि स्पेक्ट्रम के हरे और नीले भागों से अधिक ऊर्जा उत्पन्न होती है। इससे सौर सेलों की दक्षता 35 प्रतिशत तक बढ़ सकती है। यह तकनीक टैंडम सौर सेलों से इस मायने में भिन्न है कि इसमें अतिरिक्त सेल जोड़े बिना केवल सिलिकॉन में अधिक धारा प्रवाहित की जाती है।

वर्तमान अध्ययन ने तात्कालिक एकल-विखंडन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं का प्रदर्शन किया है जो बढ़ी हुई क्षमता प्रदर्शित कर सकते हैं और इस प्रकार सौर प्रौद्योगिकी की समग्र ऊर्जा उत्पादन लागत को कम कर सकते हैं।

***

{आप उद्धृत स्रोतों की सूची में नीचे दिए गए डीओआई लिंक पर क्लिक करके मूल शोध पत्र पढ़ सकते हैं}

स्रोत (रों)

आइंज़िंगर, एम. एट अल. 2019. टेट्रासीन में सिंगलेट एक्सिटॉन विखंडन द्वारा सिलिकॉन का संवेदीकरण। नेचर। 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4

Latest

पैंक्रियाटिक कैंसर के लिए डारैक्सोनरासिब को मंजूरी मिल गई है।

डाराक्सोनरासिब (रेवोल्यूशन मेडिसिन्स, इंक. द्वारा निर्मित रासोनक्यू), एक अवरोधक...

नेपाल में हिमनद के ढहने से भूकंपीय घटना घटी 

सीमा के निकट दर्ज की गई 5.2 तीव्रता की भूकंपीय घटना...

नैन्सी ग्रेस रोमन अंतरिक्ष दूरबीन का महत्व

नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप (जिसे आमतौर पर ... के नाम से जाना जाता है)

नासा ने आईएसआरओ को चंद्र बेस कार्यक्रम में शामिल होने के लिए आमंत्रित किया

नासा ने भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (आईएसआरओ) को आमंत्रित किया है...

2026 पूर्ण सूर्य ग्रहण

12 अगस्त 2026 को पूर्ण सूर्य ग्रहण होगा...

कृत्रिम बुद्धिमत्ता ने पूर्ण कार्यात्मक जीनोम डिजाइन किए

जीनोम भाषा मॉडल इवो 2 ने नवीन डिजाइन तैयार किए हैं...

न्यूज़लैटर

न चूकें

विज्ञान में "गैर-देशी अंग्रेजी बोलने वालों" के लिए भाषा संबंधी बाधाएँ 

गैर-देशी अंग्रेजी बोलने वालों को गतिविधियों के संचालन में कई बाधाओं का सामना करना पड़ता है...

जलवायु परिवर्तन के लिए जैविक खेती के बहुत अधिक प्रभाव हो सकते हैं

अध्ययन से पता चलता है कि जैविक रूप से उगाए जाने वाले भोजन का मानव पर अधिक प्रभाव पड़ता है...

अंतरिक्ष से पृथ्वी अवलोकन डेटा जलवायु परिवर्तन की चुनौतियों के अनुकूलन में मदद करने के लिए

यूके स्पेस एजेंसी दो नई परियोजनाओं का समर्थन करेगी। द...

एंटीबायोटिक प्रदूषण: विश्व स्वास्थ्य संगठन ने पहला दिशानिर्देश जारी किया  

विनिर्माण से होने वाले एंटीबायोटिक प्रदूषण को रोकने के लिए, डब्ल्यूएचओ ने प्रकाशित किया है...

2-डीऑक्सी-डी-ग्लूकोज (2-डीजी): संभावित रूप से उपयुक्त एंटी-कोविड-19 दवा

2-डीऑक्सी-डी-ग्लूकोज (2-डीजी), एक ग्लूकोज एनालॉग जो ग्लाइकोलाइसिस को रोकता है, ने हाल ही में...
एससीआईईयू टीम
एससीआईईयू टीमhttps://www.scientificeuropean.co.uk
वैज्ञानिक यूरोपीय® | SCIEU.com | विज्ञान में महत्वपूर्ण प्रगति। मानव जाति पर प्रभाव। प्रेरक मन।

पैंक्रियाटिक कैंसर के लिए डारैक्सोनरासिब को मंजूरी मिल गई है।

डाराक्सोनरासिब (रेवोल्यूशन मेडिसिन्स, इंक. द्वारा निर्मित रासोनक्यू), जो आरएएस जीटीपीएज़ परिवार का एक अवरोधक है, को मेटास्टैटिक अग्नाशयशोथ से पीड़ित वयस्कों के उपचार के लिए अनुमोदित किया गया है।

नेपाल में हिमनद के ढहने से भूकंपीय घटना घटी 

26 अगस्त 2026 को स्थानीय समयानुसार सुबह 8:37 बजे (02:5.2:10 UTC) नेपाल और चीन की सीमा के पास दर्ज की गई 52 तीव्रता की भूकंपीय घटना...

नैन्सी ग्रेस रोमन अंतरिक्ष दूरबीन का महत्व

नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप (जिसे आमतौर पर रोमन टेलीस्कोप कहा जाता है) को 30 अगस्त 2026 को अंतरिक्ष में प्रक्षेपित किया जाना है। यह...