क्रांतिकारी पेरोवास्काइट सौर कोशिकाओं को एक खेल परिवर्तक हो सकता है

क्रांतिकारी पेरोवास्काइट सौर कोशिकाओं को एक खेल परिवर्तक हो सकता है

जब भी मैं लोगों को बताता हूँ कि मैं सौर कोशिकाओं के साथ काम करता हूं, मुझे दो ही सवाल पूछते हैं: क्या वे कभी सस्ता होने जा रहे हैं? और क्या आप मुझे कुछ प्राप्त कर सकते हैं? जबकि दूसरे प्रश्न का उत्तर नहीं है, पहले का जवाब बहुत अधिक सकारात्मक है। वर्ष पर साल, सौर पैनल मूल्य में डूबी हो रहे हैं और दक्षता में सुधार कर रहे हैं जिसके साथ वे ऊर्जा को ऊर्जा में बदल सकते हैं।

इसी समय जीवाश्म ईंधन की लागत में वृद्धि जारी है, और अगले कुछ सालों में हम उस बिंदु तक पहुंचेंगे जहां खर्च ओवरलैप हो जाएंगे - कुछ आंकड़े बताते हैं यह पहले से ही हुआ हो सकता है प्रश्न यह नहीं है कि सौर ऊर्जा ऊर्जा पैदा करने के लिए सबसे सस्ती साधन के रूप में जीवाश्म ईंधन को हटा सकती है, लेकिन जब

हालांकि इसने सौर उद्योग को भारी बढ़ावा दिया है, लेकिन सौर क्षेत्र में मुख्य उत्तेजना आज एक नई प्रकार की सामग्रियों के कारण है perovskite। अधिक मुख्य धारा सामग्री के कुछ अच्छे गुणों के संयोजन से, यह अविश्वसनीय रूप से लचीला साबित हुआ है - इस बात पर कि शेफ़ील्ड शोधकर्ताओं ने यूनिवर्सिटी के पेरोवस्काइट सौर कोशिकाओं को स्प्रे-ऑन तरल के रूप में निर्मित किया है। तो क्या है Perovskite, और इसके आस-पास चर्चा क्या है?

सौर कोशिकाएं, जो प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करती हैं, सौर पैनलों का घटक, जो कि के रूप में जाना जाता है, से बनाया गया है फोटोवोल्टिक सामग्री। जब प्रकाश इन सामग्रियों को हिट करता है तो इलेक्ट्रॉनों को सामग्री के माध्यम से जाने के लिए मुक्त कर दिया जाता है। इन सौर कोशिकाओं की संरचना के सावधानीपूर्वक डिजाइन के साथ, इन इलेक्ट्रॉनों को विद्युत प्रवाह के प्रवाह में एकत्र किया जा सकता है। यह ऐसी प्रक्रिया है जो सौर पैनलों की कुछ जादुई संपत्ति प्रदान करती है - सूर्य के प्रकाश और बिजली के बाहर।

एक सौर पैनल के अंदर

मोटे तौर पर बोलते हुए, सौर कोशिकाओं को दो अलग-अलग समूहों में विभाजित किया जा सकता है - उन अकार्बनिक फोटोवोल्टेइक सामग्री पर आधारित, जैसे कि सिलिकॉन या कैडमियम टेल्युराइड, और विशिष्ट जैविक यौगिकों के आधार पर, जैसे कि PCDTBT। दोनों के अपने स्वयं के संबंधित फायदे और नुकसान हैं

अकार्बनिक सामग्री पहले से ही औद्योगिक रूप से अच्छी तरह स्थापित हैं, 20% से अधिक दक्षता में प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करने में सक्षम हैं और 25 वर्ष से अधिक आयु वाले सौर पैनलों के निर्माण के लिए। नकारात्मक पक्ष यह है कि कच्चे माल की जरूरत है, विशेष रूप से सिलिकॉन के साथ, महंगा हो सकता है।

कार्बनिक सौर कोशिकाओं को संभावित कम लागत वाली सामग्री पर आधारित होते हैं और ये एक तरल समाधान से निर्मित भी हो सकते हैं, जिससे उन्हें बहुत तेज़ और सस्ता उत्पादन होता है। हालांकि, प्रयोगशाला पैमाने पर भी, कार्बनिक सौर कोशिकाएं 10% से अधिक की क्षमता हासिल करने के लिए संघर्ष करती हैं। इससे भी ज्यादा महत्वपूर्ण, कार्बनिक यौगिकों को धीरे-धीरे प्रकाश में सिकोड़ना पड़ता है, अक्सर पैनल जीवनकाल को कई सालों के बजाय महीने या सप्ताह के क्रम में कम करता है। नतीजतन इन कार्बनिक पदार्थों का उपयोग शायद ही कभी सौर पैनलों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, क्योंकि कोई भी उन्हें छह छः महीनों में प्रतिस्थापित करने के लिए अपनी छत पर चढ़ने का विचार नहीं करता है। आदर्श रूप से हम कार्बनिक सामग्री की अल्ट्रा-कम लागत के साथ अकार्बनिक सामग्री के प्रदर्शन और दीर्घकालिक स्थिरता के साथ एक सौर सेल चाहते हैं।

perovskite दर्ज

पिछले कुछ सालों में सौर ऊर्जा अनुसंधान ने उल्लेखनीय रूप से ज्ञात सामग्री के एक नए वर्ग के उद्भव को देखा है perovskites। यह एक संकर कार्बनिक-अकार्बनिक सामग्री है, अनिवार्यतः एक कार्बनिक यौगिक जिसमें अकार्बनिक तत्व संलग्न है। पेरोव्स्काइइट विशिष्ट प्रकार के क्रिस्टल संरचना को संदर्भित करता है, जो कुछ खनिजों में स्वाभाविक रूप से होता है। इन संकर यौगिकों में इस क्रिस्टल संरचना होती है लेकिन यह कार्बनिक अमोनिया और मिथाइल समूहों का एक संयोजन भी है जो अकार्बनिक लीड आयोडाइड या लीड क्लोराइड अणुओं के साथ जुड़ा हुआ है।

इन सामग्रियों के आसपास के उत्साह के लिए कारण स्पष्ट रूप से चौंका देने वाला दर है जिस पर वे विकसित किया है। इससे पहले जब भी एक नई सामग्री की खोज की थी तो यह और भी 10% की दक्षता दर तक पहुंचने के लिए अनुसंधान के कुछ 20-10 साल ले लिया था। Perovskite सौर कोशिकाओं केवल 2012 में उभरा है, लेकिन पहले से ही के रूपांतरण तक कमाए है 19 से अधिक दक्षता। सौर शोध में विकास की इस फूस की दर अभूतपूर्व है।

एक संकर सामग्री के रूप में, साथ ही साथ अकार्बनिक सामग्री के रूप में अच्छी दक्षता का दावा कर रहे हैं, पेरोस्कोट कार्बनिक सौर सामग्री की क्षमता का एक तरल समाधान के रूप में लागू किया जा सकता है। शेफिल्ड विश्वविद्यालय में प्रोफेसर डेविड लिडज़ी के समूह ने इसका लाभ उठाया है, एक सब्सट्रेट सामग्री पर तरल कोटिंग के रूप में पेरोस्कोथी को छिड़काते हुए। इससे सौर कोशिकाओं को उच्च मात्रा और कम लागत पर निर्मित किया जा सकता है।

पेरोव्स्क के भविष्य

इसका मतलब यह है कि भविष्य की सभी सौर कोशिकाओं perovskites के आधार पर किया जाएगा? यह अभी तक बहुत जल्दी कहना है। हालांकि वे कई लाभ है कि वहाँ अभी भी प्रमुख चुनौतियों में से एक नंबर पर काबू पाने जा रहे हैं।

सामग्रियों की मुख्य सामग्री के संभावित पर्यावरणीय प्रभाव के बारे में कुछ सवाल हैं (हालांकि काम सीसा के लिए आवश्यकता को दूर करने के लिए जारी है) और यह कि एक उपयोगी व्यावसायिक आकार को आसानी से कैसे बढ़ाया जा सकता है जैविक सौर कोशिकाओं के साथ, उनकी दीर्घकालिक स्थिरता भी अत्यधिक संदिग्ध होती है और वे विशेष रूप से नमी के प्रति संवेदनशील होते हैं - पानी की कुछ बूंदियां पूरी तरह से सामग्री को नष्ट कर सकती हैं।

तो दशकों तक जीवित रहने के लिए सक्षम एक पेरोवस्केट सौर पैनल मॉड्यूल का निर्माण करना अभी भी कुछ रास्ता बंद है - वास्तव में इसमें कोई गारंटी नहीं है कि यह भी संभव है। लेकिन निश्चित रूप से यह बताया जाता है कि पेरोवैस्कीय सौर कोशिकाओं की क्षमता में आश्चर्य की बात है, और यदि सामग्री का वादा किया जा सकता है तो यह सौर ऊर्जा की क्षमताओं को पूरी तरह से क्रांति कर सकता है।

यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था वार्तालाप.
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लेखक के बारे में

प्रमुख जोनजॉन मेजर लिवरपूल विश्वविद्यालय में एक रिसर्च फेलो है उनके शोध के हितों में पतली फिल्म, फोटोवोल्टिक्स, अर्धचालक और पारदर्शी कंडक्टर शामिल हैं।

प्रकटीकरण वाक्य: वार्तालापजॉन मेजर राष्ट्रीय सुपरएक्सन 'सुपरसोलर' अनुसंधान कंसोर्टियम से संबद्ध है।


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