क्या यह मॉनीटर और विंडो एक सौर पैनल के साथ संयुक्त हो सकती है? patat / Shutterstock.com

खिड़कियों की दीवार के सामने खड़े कल्पना कीजिए, दृश्य का सर्वेक्षण करें। आप सुनते हैं कि कोई आपके पीछे कमरा दर्ज करता है। आप की बारी। "आपका स्वागत है," आप कहते हैं। "यह वह वीडियो है जिसे मैं आपको दिखाना चाहता था।" बटन के प्रेस पर, दृश्य गायब हो जाता है और खिड़कियां हाई-डेफिनिशन टीवी स्क्रीन में बदल जाती हैं।

नहीं, आपका दोस्त जेम्स बॉण्ड नहीं है, और आप अगले प्रश्न नहीं हैं। फिर भी, जब भी आप वीडियो देखते हैं, तो आपका विंडो-टीवी वैश्विक आपदाओं को रोकने में मदद करने के लिए बहुत कुछ कर रहा है क्योंकि किसी भी बॉन्ड-फिल्म गैजेट ने कभी किया है। आप देखते हैं, यह एक सौर पैनल भी है, जो सूर्य से अक्षय ऊर्जा को लगातार कटाई करता है। जलवायु परिवर्तन की समस्या एक सामान्य फिल्म पर्यवेक्षक नहीं है, लेकिन यह तुलना में एक कठिन समस्या है गोल्डफिंगर बनी हुयी थी। इससे भी बदतर, मौजूदा प्रौद्योगिकियों के साथ इसे हल करने के मानवता के प्रयास पर्याप्त तेज़ काम नहीं कर रहे हैं.

बचाव में घुसपैठ करने वाले नायकों को एक नई तकनीक कहा जा सकता है जैविक अर्धचालक, ऐसी सामग्री बनाने का एक नया तरीका जो केवल कुछ स्थितियों के तहत बिजली का संचालन करता है। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में अधिकांश अर्धचालक क्रिस्टलीय, रॉक-फॉर्मिंग से बने होते हैं सिलिकॉन जैसे तत्व। इसके विपरीत, कार्बनिक अर्धचालक, मुख्य रूप से कार्बन आधारित अणुओं के बने होते हैं। वे कम लेते हैं बनाने के लिए ऊर्जा पारंपरिक अर्धचालक से। उदाहरण के लिए, एक पारंपरिक फोटोवोल्टिक सेल, इसे बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा जितनी ऊर्जा पैदा करने में सालों लग सकता है; एक कार्बनिक फोटोवोल्टिक सेल बस महीने लगते हैं.

हालांकि, शायद जैविक अर्धचालक के बारे में सबसे रोमांचक बात यह है कि लचीले, हल्के, रंगीन या पूरी तरह से पारदर्शी अणुओं को डिजाइन करना संभव है। प्रयोगशाला में मैं काम करता हूं, हम नए छोटे अणुओं को डिजाइन और परीक्षण करते हैं जिनमें विशिष्ट, लक्षित गुण होते हैं - जैसे खिड़की, स्क्रीन और सौर पैनल में एक साधारण पारदर्शी फलक बनाना।

सौर ऊर्जा कैप्चरिंग

एक सौर पैनल बनाना जिसमें एक खिड़की भी शामिल है, कुछ रचनात्मकता शामिल है: यह कुछ ऐसा होना चाहिए जो दोनों प्रकाश को अवशोषित कर ले, बिजली बनाने के लिए, और लोगों को अंदर और बाहर जाने के लिए प्रकाश देता है।

हमारी सामग्री इस तथ्य का लाभ उठाती है कि एक खिड़की को केवल मानव-दृश्य प्रकाश को संचारित करने की आवश्यकता होती है; मेरी प्रयोगशाला में, हम अणु बना सकते हैं जो केवल यूवी और अवरक्त प्रकाश को अवशोषित कर लेते हैं, प्रकाश की तरंगदैर्ध्य हमारी आंखें नहीं देखती हैं। ये स्पेक्ट्रम के कुछ हिस्सों हैं जिन्हें हम वास्तव में खिड़की से गुजरना नहीं चाहते हैं। यूवी प्रकाश आपको एक सनबर्न देता है। और अवरक्त प्रकाश गर्म है: इसे फ़िल्टर कर रहा है ऊर्जा उपयोग और एयर कंडीशनिंग के खर्च पर बचा सकते हैं। यह सच है कि हमारी पद्धति सूर्य की रोशनी में पूरी तरह से ऊर्जा नहीं लेती है, लेकिन यह ठीक है। हर घंटे पृथ्वी तक पहुंचने वाली सौर ऊर्जा की मात्रा is एक वर्ष में सभी मानवता उपयोगों से अधिक.

प्रक्रिया को चारों ओर फिसलाना

कार्बनिक अर्धचालक मॉनीटर और डिस्प्ले बनाने के लिए भी उपयोगी होते हैं। यदि आप इसके बारे में सोचते हैं, तो स्क्रीन मूल रूप से एक सौर पैनल पीछे की तरफ दौड़ती है। यह बिजली के प्रवाह से प्रकाश उत्पन्न करता है। दोनों सौर पैनलों और डिस्प्ले स्क्रीन प्रकाश और बिजली के बीच रूपांतरण शामिल हैं। जैसे कि हम पारदर्शी जैविक अर्धचालक डिजाइन कर सकते हैं, हम अणुओं को डिजाइन कर सकते हैं जो विद्युत प्रवाह लागू होने पर प्रकाश के विशिष्ट रंगों को उत्सर्जित करते हैं।

एक अणु को एक साथ रखें जो लाल हो जाता है, एक अणु जो नीले रंग से निकलता है, और एक अणु जो हरा निकलता है, और आपके पास कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड होता है। वे टीवी और मॉनिटर मार्केटप्लेस में ओएलईडी स्क्रीन के रूप में जाने जाने वालों की कुंजी हैं।

एक स्मार्ट खिड़की बनाने के लिए, हमें कार्बनिक सेमीकंडक्टर्स की दो परतों को जमा करने की आवश्यकता होगी - एक परत सूरज की रोशनी से बिजली उत्पन्न करने के लिए और दूसरे को प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए - एक पारदर्शी संचालन सामग्री के एक पैन पर, जैसे इंडियम टिन ऑक्साइड। ये प्रौद्योगिकियां मौजूद हैं, लेकिन हैं अभी तक बिक्री के लिए उपलब्ध नहीं है.

टुकड़ों को एक साथ रखो

• संपादक (एडिटर)

इस डिवाइस का आधा पहले से ही है व्यावसायिक रूप से उपलब्ध: ऊर्जा कुशल उच्च रिज़ॉल्यूशन ओएलडीडी हैं बाजार में एक बड़ी हिट घर और कार्यालय टीवी के लिए।

कंपनियों कार्बनिक सौर पैनलों की बिक्रीऔर भी कार्बनिक सौर पैनल खिड़कियां, बस जा रहे हैं। मेरे जैसे अनुसंधान प्रयासों का उद्देश्य इन सामग्रियों के गुणों को अनुकूलित करना, उनकी दक्षता में वृद्धि करना और उन्हें अधिक टिकाऊ बनाना है।

जैसे-जैसे हम घटकों को बेहतर बनाते हैं, हम कार्बनिक-अर्धचालक सौर कोशिकाओं और कार्बनिक अर्धचालक एक साथ प्रदर्शित करने के तरीकों को भी मिलेंगे। यह अभी तक कुछ साल हो सकता है, लेकिन ऐसा करने के लिए निश्चित रूप से प्रोत्साहन है, कई संभावित अनुप्रयोगों के साथ। स्मार्ट खिड़कियों वाली एक इलेक्ट्रिक कार पर्याप्त सौर ऊर्जा एकत्र कर सकती है कार 10 को 15 मील तक एक दिन ड्राइव करें, एक सामान्य यात्रा के लिए पर्याप्त है। ड्राइविंग दिशा-निर्देश भी विंडशील्ड पर दिखाई दे सकते हैं। कहीं भी एक खिड़की है - चाहे गगनचुंबी इमारत या मोबाइल घर में - एक स्मार्ट खिड़की हो सकती है, अंतरिक्ष की बचत हो सकती है, ऊर्जा की बचत हो सकती है और निवासियों को जेम्स बॉण्ड की तरह महसूस हो सकता है।

के बारे में लेखक

केरी रिपी, पीएच.डी. रसायन विज्ञान में अभ्यर्थी, कोलोराडो राज्य विश्वविद्यालय

यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था वार्तालाप। को पढ़िए मूल लेख.

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