पॉलिमर से बने सौर कोशिकाओं में सस्ते और हल्के होने की क्षमता होती है, लेकिन वैज्ञानिक उन्हें बिजली कुशलता से बनाने के लिए संघर्ष कर रहे हैं।

पॉलिमर एक प्रकार का बड़ा अणु है जो प्लास्टिक और अन्य परिचित सामग्री बनाता है।

शिकागो विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर लुपिंग यू कहते हैं, "यह क्षेत्र अपरिपक्व है - यह प्रारंभिक अवस्था में है।"

अब यू के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक नए पॉलिमर की पहचान की है जो विद्युत आवेशों को कोशिका के माध्यम से अधिक आसानी से स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, जिससे बिजली उत्पादन बढ़ता है।

रसायन विज्ञान में स्नातक छात्र और जर्नल में एक पेपर के मुख्य लेखक लुयाओ लू कहते हैं, "पॉलिमर सौर कोशिकाओं में सौर ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए कम लागत, हल्के और लचीले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण प्रदान करने की काफी क्षमता है।" नेचर फोटोनिक्स जो परिणाम का वर्णन करता है।

ऐसे सौर कोशिकाओं के सक्रिय क्षेत्र पॉलिमर के मिश्रण से बने होते हैं जो प्रकाश के संपर्क में आने पर विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉन देते और प्राप्त करते हैं। यू के समूह द्वारा विकसित नया पॉलिमर, जिसे पीआईडी2 कहा जाता है, एक मानक पॉलिमर-फुलरीन मिश्रण में जोड़े जाने पर विद्युत ऊर्जा उत्पादन की दक्षता में 15 प्रतिशत तक सुधार करता है।

लू कहते हैं, "फुलरीन, एक छोटा कार्बन अणु, पॉलिमर सौर कोशिकाओं में उपयोग की जाने वाली मानक सामग्रियों में से एक है।" "मूल रूप से, पॉलिमर सौर कोशिकाओं में हमारे पास इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में एक पॉलिमर और चार्ज पृथक्करण की अनुमति देने के लिए इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में फुलरीन होता है।"

अपने काम में, शोधकर्ताओं ने डिवाइस में एक और पॉलिमर जोड़ा, जिसके परिणामस्वरूप दो पॉलिमर और एक फुलरीन वाले सौर सेल बने।

8.2 प्रतिशत दक्षता

जब पीआईडी8.2 की इष्टतम मात्रा जोड़ी गई तो समूह ने 2 प्रतिशत की दक्षता हासिल की - फुलरीन के साथ दो प्रकार के पॉलिमर से बने सौर कोशिकाओं के लिए सबसे अधिक - और परिणाम का तात्पर्य है कि आगे के काम के साथ और भी अधिक दक्षता संभव हो सकती है।

समूह, जिसमें आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ता शामिल हैं, अब दक्षता को 10 प्रतिशत तक बढ़ाने के लिए काम कर रहा है, जो पॉलिमर सौर कोशिकाओं के व्यावसायिक अनुप्रयोग के लिए व्यवहार्य होने के लिए आवश्यक बेंचमार्क है।

यू नोट करता है कि परिणाम न केवल तकनीकी क्षमताओं में प्रगति के कारण उल्लेखनीय था, बल्कि इसलिए भी क्योंकि पीआईडी2 ने एक नई विधि के माध्यम से दक्षता को बढ़ाया। तीसरे पॉलिमर के साथ दक्षता में सुधार के लिए मानक तंत्र डिवाइस में प्रकाश के अवशोषण को बढ़ाना है।

यह काम किस प्रकार करता है

लेकिन उस प्रभाव के अलावा, टीम ने पाया कि जब PID2 जोड़ा गया, तो पॉलिमर और पूरे सेल के बीच चार्ज अधिक आसानी से स्थानांतरित हो गए।

सौर सेल द्वारा करंट उत्पन्न करने के लिए, उपकरण के भीतर इलेक्ट्रॉनों को पॉलिमर से फुलरीन में स्थानांतरित किया जाना चाहिए। लेकिन मानक पॉलिमर-फुलरीन के लिए इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तरों के बीच अंतर इतना बड़ा है कि उनके बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण मुश्किल है। PID2 में अन्य दोनों के बीच ऊर्जा का स्तर होता है, और यह प्रक्रिया में मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है।

"यह एक कदम की तरह है," यू कहते हैं। "जब यह बहुत ऊँचा होता है, तो ऊपर चढ़ना कठिन होता है, लेकिन यदि आप बीच में एक और कदम रखते हैं तो आप आसानी से ऊपर चल सकते हैं।"

PID2 के जुड़ने से पॉलिमर मिश्रण से फाइबर का निर्माण हुआ, जिससे संपूर्ण सामग्री में इलेक्ट्रॉनों की गतिशीलता में सुधार हुआ। फ़ाइबर इलेक्ट्रॉनों को सौर सेल के किनारों पर इलेक्ट्रोड तक जाने की अनुमति देने के लिए एक मार्ग के रूप में कार्य करते हैं।

यू बताते हैं, "यह ऐसा है जैसे आप एक सड़क बना रहे हैं और सड़क पर यात्रा करने वाला कोई व्यक्ति इस छोर से दूसरे छोर तक जाने का रास्ता ढूंढ सकता है।"

इस संरचना को प्रकट करने के लिए, आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी में सामग्री विज्ञान प्रभाग के वेई चेन और आणविक इंजीनियरिंग संस्थान ने आर्गोन में उन्नत फोटॉन स्रोत और लॉरेंस बर्कले में उन्नत प्रकाश स्रोत का उपयोग करके एक्स-रे बिखरने का अध्ययन किया।

"इसके बिना संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त करना कठिन है," यू कहते हैं। "इससे हमें अत्यधिक लाभ होता है।"

चेन कहते हैं, "यह ज्ञान देश की भविष्य की ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए उच्च दक्षता वाले जैविक फोटोवोल्टिक उपकरणों को विकसित करने के लिए एक आधार के रूप में काम करेगा।"

स्रोत: शिकागो विश्वविद्यालय
मूल अध्ययन

लेखक के बारे में

एमिली कोनोवर भौतिकी और खगोल विज्ञान में विशेषज्ञता वाली एक विज्ञान लेखिका हैं। वह शिकागो विश्वविद्यालय समाचार कार्यालय और अपने निजी विज्ञान ब्लॉग, वीक इंटरेक्शन्स के लिए लिखती हैं, और स्वतंत्र विज्ञान या तकनीकी लेखन के लिए उपलब्ध हैं।

प्रकटीकरण वक्तव्य: राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन, वायु सेना वैज्ञानिक अनुसंधान कार्यालय और अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने अनुसंधान को वित्त पोषित किया।

की सिफारिश की पुस्तक:

ग्रीन विजार्ड्री: संरक्षण, सौर ऊर्जा, कार्बनिक बागवानी, और अन्य हाथ से कौशल उपयुक्त टेक टूलकिट से - माइकल द्वारा ग्रीर

प्राचीन समय में, एक जादूगर एक स्वतंत्र बौद्धिक था जिसका व्यापार में मुख्य स्टॉक अच्छी सलाह थी, जो कृषि, नेविगेशन, राजनीतिक और सैन्य विज्ञान, भाषाएं, वाणिज्य, गणित, चिकित्सा और प्राकृतिक विज्ञान में पूरी तरह से शिक्षा के साथ समर्थित थी। यह पुस्तक अतिभारित औद्योगिक प्रणाली पर हमारी निर्भरता कम करने और गंभीर ऊर्जा की कमी और आर्थिक परेशानियों की दुनिया में चिंतित लोगों के लिए अवश्य पढ़ी जानी चाहिए, जिससे जीवन को बहुत कम दर्दनाक और अधिक रहने योग्य व्यावहारिक तकनीकों की अधिकता के लिए पारिस्थितिकी की बुनियादी अवधारणाओं से, ग्रीन विज़ार्ड्री आज के विज़ार्ड-इन-प्रशिक्षण में व्यापक पुस्तिका है।

यहां क्लिक करें अधिक जानकारी और / या इस पुस्तक का आदेश देने के लिए