हम सूर्य से शक्ति उत्पन्न करने के लिए एक सौर टैरप कैसे डिजाइन कर रहे हैं

हम सूर्य से शक्ति उत्पन्न करने के लिए एक सौर टैरप कैसे डिजाइन कर रहे हैं

प्रोटोटाइप सौर टैरप का एक छोटा सा टुकड़ा। कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो, सीसी द्वारा एनडी

सौर पैनलों की ऊर्जा पैदा करने की क्षमता - और उनके उपयोग पर एक महत्वपूर्ण सीमा - इसका परिणाम है कि वे किस प्रकार से बने हैं। सिलिकॉन से बने पैनल कीमत में गिरावट आ रहे हैं जैसे कि कुछ स्थानों पर वे बिजली प्रदान कर सकते हैं जीवाश्म ईंधन से बिजली के समान ही लागत कोयले और प्राकृतिक गैस की तरह। लेकिन सिलिकॉन सौर पैनल भी भारी, कठोर और भंगुर हैं, इसलिए उन्हें कहीं भी इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है।

दुनिया के कई हिस्सों में नियमित बिजली नहीं है, सौर पैनल प्रदान कर सकते हैं अंधेरे के बाद प्रकाश पढ़ना और ऊर्जा के लिए पीने के पानी पंप, मदद बिजली छोटे घर या गांव आधारित व्यवसायों या यहां तक ​​कि सेवा करते हैं आपातकालीन आश्रयों और शरणार्थी encampments। लेकिन सिलिकॉन सौर पैनलों की यांत्रिक नाजुकता, भारीपन और परिवहन कठिनाइयों का सुझाव है कि सिलिकॉन आदर्श नहीं हो सकता है।

निर्भर होना दूसरों के काम, मेरा शोध समूह काम कर रहा है लचीला सौर पैनल विकसित करें, जो सिलिकॉन पैनल के रूप में उतना ही कुशल होगा, लेकिन पतला, हल्का और मोटा होना होगा। इस प्रकार का डिवाइस, जिसे हम "सौर टैरप, "एक कमरे के आकार में फैल सकता है और सूरज से बिजली उत्पन्न कर सकता है, और इसे अंगूर के आकार के रूप में चढ़ाया जा सकता है और बिना किसी ब्रेक के 1,000 बार बैकपैक में भरा हुआ हो सकता है। हालांकि कार्बनिक सौर कोशिकाओं को आसानी से अधिक लचीला बनाने के लिए कुछ प्रयास किए गए हैं उन्हें अति पतली बनाते हैं, वास्तविक स्थायित्व के लिए एक आणविक संरचना की आवश्यकता होती है जो सौर पैनलों को फैलाए जाने योग्य और कठिन बनाता है।

सिलिकॉन अर्धचालक

सिलिकॉन रेत से निकला है, जो इसे सस्ता बनाता है। और जिस तरह से इसके परमाणु ठोस सामग्री में पैक करते हैं, यह एक अच्छा अर्धचालक बनाता है, जिसका अर्थ है कि इसकी चालकता को विद्युत क्षेत्रों या प्रकाश का उपयोग करके चालू और बंद किया जा सकता है। क्योंकि यह सस्ता और उपयोगी है, सिलिकॉन कंप्यूटर में माइक्रोचिप्स और सर्किट बोर्डों का आधार है, मोबाइल फोन और मूल रूप से अन्य सभी इलेक्ट्रॉनिक्स, एक घटक से दूसरे घटक में विद्युत संकेतों को प्रेषित करते हैं। सिलिकॉन भी अधिकांश सौर पैनलों की कुंजी है, क्योंकि यह ऊर्जा को प्रकाश से सकारात्मक और नकारात्मक शुल्कों में परिवर्तित कर सकता है। ये शुल्क एक सौर सेल के विपरीत पक्षों में बहते हैं और बैटरी की तरह इस्तेमाल किया जा सकता है।

लेकिन इसके रासायनिक गुणों का यह भी अर्थ है कि इसे लचीला इलेक्ट्रॉनिक्स में नहीं बदला जा सकता है। सिलिकॉन प्रकाश को बहुत कुशलता से अवशोषित नहीं करता है। फोटॉन एक सिलिकॉन पैनल के माध्यम से दाएं हो सकते हैं जो बहुत पतला है, इसलिए उन्हें काफी मोटा होना चाहिए - लगभग 100 माइक्रोमीटर, एक डॉलर बिल की मोटाई के बारे में - ताकि कोई भी प्रकाश बर्बाद न हो जाए।

अगली पीढ़ी के अर्धचालक

लेकिन शोधकर्ताओं ने अन्य अर्धचालक पाए हैं जो प्रकाश को अवशोषित करने में काफी बेहतर हैं। सामग्रियों का एक समूह, जिसे "perovskites, "सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है लगभग सिलिकॉन के रूप में कुशल, लेकिन प्रकाश-अवशोषित परतों के साथ जो सिलिकॉन के साथ एक हज़ारवां मोटाई की आवश्यकता होती है। नतीजतन, शोधकर्ता इमारत पर काम कर रहे हैं पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाएं जो छोटे मानव रहित विमान को पावर कर सकती हैं और अन्य उपकरणों जहां वजन कम करना एक महत्वपूर्ण कारक है।

यह रसायन विज्ञान में 2000 नोबेल पुरस्कार उन शोधकर्ताओं को सम्मानित किया गया जिन्होंने पहली बार पाया कि वे एक और प्रकार का अल्ट्रा पतली सेमीकंडक्टर बना सकते हैं, जिसे सेमीकंडक्टिंग पॉलिमर कहा जाता है। इस प्रकार की सामग्री को "जैविक अर्धचालक" कहा जाता है क्योंकि यह कार्बन पर आधारित होता है, और इसे "बहुलक" कहा जाता है क्योंकि इसमें कार्बनिक अणुओं की लंबी श्रृंखला होती है। जैविक अर्धचालक पहले से ही वाणिज्यिक रूप से उपयोग कर रहे हैं, सहित अरब डॉलर का उद्योग of जैविक प्रकाश उत्सर्जक डायोड प्रदर्शित करता है, ओएलडीडी टीवी के रूप में जाना जाता है।

पॉलिमर सेमीकंडक्टर्स पेरोव्स्काइट्स या सिलिकॉन के रूप में सूरज की रोशनी को बिजली में बदलने में सक्षम नहीं हैं, लेकिन वे बहुत अधिक हैं लचीला और संभावित असाधारण टिकाऊ। नियमित बहुलक - अर्धचालक नहीं - दैनिक जीवन में हर जगह पाए जाते हैं; वे अणु हैं जो कपड़े, प्लास्टिक और पेंट बनाते हैं। पॉलिमर अर्धचालक प्लास्टिक की भौतिक गुणों के साथ सिलिकॉन जैसे सामग्रियों के इलेक्ट्रॉनिक गुणों को गठबंधन करने की क्षमता रखते हैं।

दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ: क्षमता और स्थायित्व

उनकी संरचना के आधार पर, प्लास्टिक की संपत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है - जिसमें एक लचीलापन दोनों शामिल हैं; और कठोरता, कुछ ऑटोमोबाइल के बॉडी पैनलों की तरह। सेमीकंडक्टिंग पॉलिमर में कठोर आणविक संरचनाएं होती हैं, और कई छोटे क्रिस्टल से बनी हैं। ये उनके इलेक्ट्रॉनिक गुणों के लिए महत्वपूर्ण हैं लेकिन उन्हें भंगुर बनाते हैं, जो कि लचीली या कठोर वस्तुओं के लिए वांछनीय विशेषता नहीं है।

मेरे समूह का काम बनाने के तरीकों की पहचान करने पर केंद्रित है अच्छी अर्धचालक गुण और स्थायित्व दोनों के साथ सामग्री प्लास्टिक के लिए जाना जाता है - चाहे लचीला हो या नहीं। यह सौर टैरप या कंबल के मेरे विचार के लिए महत्वपूर्ण होगा, लेकिन छत सामग्री, आउटडोर फर्श टाइल्स या यहां तक ​​कि सड़कों या पार्किंग स्थल की सतह भी हो सकती है।

वार्तालापयह काम सूरज की रोशनी की शक्ति का उपयोग करने के लिए महत्वपूर्ण होगा - क्योंकि, आखिरकार, सूरज की रोशनी जो एक घंटे में पृथ्वी पर हमला करती है एक वर्ष में सभी मानवता उपयोगों की तुलना में अधिक ऊर्जा.

के बारे में लेखक

नैनोइंजिनियरिंग के प्रोफेसर डैरेन लिपोमी, कैलिफोर्निया के सैन डिएगो के विश्वविद्यालय

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

संबंधित पुस्तकें

{amazonWS: searchindex = Books; कीवर्ड्स = सोलर सॉल्यूशंस; मैक्समूलस = एक्सएनयूएमएक्स}

आपको यह भी पसंद आ सकता हैं

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

InnerSelf पर का पालन करें

फेसबुक आइकनट्विटर आइकनआरएसएस आइकन

ईमेल से नवीनतम प्राप्त करें

{Emailcloak = बंद}

इनर्सल्फ़ आवाज

सबसे ज़्यादा पढ़ा हुआ