অতি-পাতলা স্বচ্ছ সৌর কোষ বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী জানালার দিকে ইঙ্গিত করছে

সৌর নকশার এক দীর্ঘদিনের সমস্যা শহুরে সমাধানের দিকে এগোচ্ছে বলে মনে হচ্ছে

সিঙ্গাপুরের নানইয়াং টেকনোলজিক্যাল ইউনিভার্সিটির গবেষকেরা বলেছেন, তারা অতি-পাতলা, আধা-স্বচ্ছ পেরোভস্কাইট সৌর কোষ তৈরি করেছেন, যা শেষ পর্যন্ত সরাসরি জানালায় বসানো যেতে পারে। প্রদত্ত উৎসপাঠ অনুযায়ী, কোষগুলো মানুষের চুলের প্রস্থের প্রায় 10,000 গুণ পাতলা এবং প্রচলিত পেরোভস্কাইট সৌর কোষের তুলনায় প্রায় 50 গুণ পাতলা, তবুও এই অতি-পাতলা শ্রেণির যন্ত্রে এখন পর্যন্ত রিপোর্ট করা সর্বোচ্চ দক্ষতাগুলোর কিছু ধরে রেখেছে।

এই কাজের সম্ভাবনা সহজেই বোঝা যায়। শহরগুলো বিপুল পরিমাণ বিদ্যুৎ খরচ করে, কিন্তু মানক সৌর প্যানেলের জন্য জায়গা সীমিত। ছাদ সাহায্য করতে পারে, কিন্তু সেগুলোরও সীমা আছে। ঘন শহুরে এলাকায় বড় সৌর খামারের জন্য অতিরিক্ত জমি খুব কমই মেলে। ভবনের ফ্যাসাড জায়গা দেয়, কিন্তু প্রচলিত প্যানেলগুলো ভারী, মোটা এবং দৃষ্টিতে বিঘ্ন ঘটায়। স্বচ্ছ বা আধা-স্বচ্ছ সৌর যন্ত্রকে বহুদিন ধরে অব্যবহৃত কাচকে বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী অবকাঠামোতে রূপান্তরের এক সম্ভাব্য উপায় হিসেবে দেখা হয়েছে। সমস্যা ছিল কর্মক্ষমতা।

সৌর কোষ আলো শোষণ করে কাজ করে। জানালা, সংজ্ঞা অনুযায়ী, আলো পার হতে দেয়। কোনো সৌর যন্ত্র যত বেশি স্বচ্ছ হয়, তত বেশি কার্যকর পরিমাণ শক্তি সংগ্রহ করা কঠিন হয়ে যায়। NTU দলের কাজ গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি ওই সমঝোতাকে আরও ব্যবহারিক দিকে এগিয়ে নিতে চায়।

বাস্তব ভবনে পাতলাতা কেন গুরুত্বপূর্ণ

উৎস উপাদানটি জোর দিয়ে বলছে যে বাণিজ্যিক সৌর ব্যবস্থা শুধু ফোটোভোলটাইক স্তর নয়। এগুলোতে মোটা সুরক্ষামূলক কাচ, এনক্যাপসুলেশন, ধাতব সংযোগ, মাউন্টিং হার্ডওয়্যার, এবং কাঠামোগত ফ্রেমও থাকে। একটি সাধারণ আবাসিক প্যানেলের ওজন প্রায় 18 থেকে 23 কিলোগ্রাম এবং আদর্শ অবস্থায় প্রায় 350 থেকে 450 ওয়াট উৎপাদন করে। এটি এমন ছাদে ভালো কাজ করে যা ওই ধরনের ব্যবস্থার ভার বহনের জন্য তৈরি, কিন্তু আকাশচুম্বী ভবনের স্তরে সেটি কল্পনা করা অনেক বেশি কঠিন।

একটি আধুনিক অফিস টাওয়ার বছরে কয়েক গিগাওয়াট-ঘণ্টা বিদ্যুৎ ব্যবহার করতে পারে। কোনো নির্মাতা যদি সেই চাহিদার একটি বড় অংশ প্রচলিত প্যানেল দিয়ে পূরণ করতে চান, তাহলে কোথায় প্যানেল বসানো যাবে এবং একটি কাঠামো কতটা ওজন বা ফ্যাসাড ব্যাঘাত সহ্য করতে পারবে, তার কঠোর ভৌত সীমা আছে। ওই প্রেক্ষিতে, অতি-পাতলা জানালা-সংযুক্ত ফোটোভোলটাইক এক ভিন্ন পথ দেয়। এগুলো সব অন্য সৌর স্থাপনাকে প্রতিস্থাপন নাও করতে পারে, কিন্তু একটি নিষ্ক্রিয় পৃষ্ঠকে সক্রিয় পৃষ্ঠে পরিণত করতে পারে।

উৎসপাঠে অফিসের কাচের ফ্যাসাড ছাড়াও কাচের মুখাবয়ব, স্মার্ট গ্লাস, গাড়ির সানরুফ, এবং এমন অন্যান্য সূর্যালোক-উন্মুক্ত পৃষ্ঠের কথাও উল্লেখ আছে, যা এখন বিদ্যুৎ উৎপাদনে খুব কম বা কিছুই যোগ করে না। এই পরিসরটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি দেখায় যে প্রযুক্তিটি শুধু স্থাপত্যের প্রদর্শনী হিসেবে তৈরি হচ্ছে না। এটি একাধিক নকশা পরিবেশে মানিয়ে যেতে পারে, যেখানে ওজন, নমনীয়তা এবং স্বচ্ছতা তিনটিই গুরুত্বপূর্ণ।

পেরোভস্কাইট এখনও আকর্ষণীয়, তবে কঠিনও

NTU-এর কাজ পেরোভস্কাইটের ওপর ভিত্তি করে, যা সৌর সম্ভাবনার জন্য তীব্র আগ্রহ জাগিয়েছে এমন এক শ্রেণির উপাদান। পেরোভস্কাইট যন্ত্রপাতি হালকা ও অত্যন্ত টিউনযোগ্য হতে পারে, তাই প্রচলিত সিলিকন যেখানে হিমশিম খায়, সেখানে এগুলো শক্তিশালী প্রার্থী। কিন্তু এগুলোতে স্বচ্ছতা ও শক্তি রূপান্তরের মধ্যে ভারসাম্যসহ ব্যবহারিক চ্যালেঞ্জও আছে।

উৎসপাঠে NTU কোষগুলোকে পুরোপুরি অদৃশ্য নয়, বরং আধা-স্বচ্ছ বলা হয়েছে, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত স্পষ্টীকরণ। একটি কার্যকর বিদ্যুৎ-উৎপাদনকারী জানালার নিখুঁত অপটিক্যাল অদৃশ্যতা প্রয়োজন নাও হতে পারে; আলো পারাপার এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের মধ্যে গ্রহণযোগ্য সমঝোতাই যথেষ্ট। প্রতিবেদনকৃত ফলটিকে উল্লেখযোগ্য করে তোলে এই দাবি যে যন্ত্রগুলো এই অতি-পাতলা শ্রেণিতে এখন পর্যন্ত রিপোর্ট করা সর্বোচ্চ দক্ষতার কিছু ধরে রেখেছে।

এই ভাষা সাফল্যটিকে সঠিক কাঠামোয় স্থাপন করে। এটিকে বাজারে-প্রস্তুত প্রচলিত ছাদের মডিউলের বিকল্প হিসেবে দেখানো হচ্ছে না। এটিকে অত্যন্ত চ্যালেঞ্জিং এক ফোটোভোলটাইক নকশা শ্রেণিতে একটি অর্থপূর্ণ অগ্রগতি হিসেবে দেখানো হচ্ছে, যেখানে প্রচলিত মডিউলগুলো প্রায়ই অবাস্তব।

প্রোটোটাইপ থেকে শহরের দিগন্তরেখা পর্যন্ত পথ এখনও অনেক দীর্ঘ

অনেক আশাব্যঞ্জক উপাদান-গল্পের মতোই, ল্যাবের ফলাফল থেকে ব্যাপক প্রয়োগে পৌঁছানোর লাফ এখনও বড়। প্রদত্ত উৎসপাঠ এই বিষয়ে সতর্ক। এতে বলা হয়েছে, গবেষণাটি “শেষ পর্যন্ত” বিদ্যুৎ-উৎপাদনকারী জানালা এবং অনুরূপ পণ্যের পথ তৈরি করতে পারে। কথাটি যথার্থ। শহুরে নির্মাণ পণ্যগুলোকে স্থায়িত্ব, উৎপাদনের সামঞ্জস্য, খরচ, আবহাওয়ার প্রভাব, এবং বিদ্যমান ব্যবস্থার সঙ্গে একীভূত হওয়ার কঠোর চাহিদার মুখোমুখি হতে হয়।

তবুও, এমন কাজের কৌশলগত মূল্য বাস্তব। শহরে কার্বনমুক্তকরণ কেবল জনবসতি থেকে দূরে নতুন নবায়নযোগ্য কেন্দ্র তৈরির বিষয় নয়। এটি দৈনন্দিন জীবনে ইতিমধ্যেই ব্যবহৃত পৃষ্ঠগুলোকে কাজে লাগানোর নতুন উপায় খোঁজার বিষয়ও। আধুনিক স্থাপত্য, পরিবহন, এবং ভোক্তা পণ্যে কাচ সর্বত্র। এমন একটি ফোটোভোলটাইক প্রযুক্তি, যা ওই সব ক্ষেত্রে যথেষ্ট পাতলা, হালকা এবং দৃষ্টিগতভাবে গ্রহণযোগ্য হয়ে ওঠে, তাহলে সৌরশক্তি কোথায় থাকতে পারে তার মানচিত্রই বদলে দেবে।

NTU-এর গবেষণা তাই উপাদান বিজ্ঞান এবং শহুরে নকশার সংযোগস্থলে দাঁড়িয়ে। এটি জিজ্ঞাসা করছে, যেখানে স্বচ্ছতা এবং বিদ্যুৎকে এখন আলাদা কাজ হিসেবে দেখা হয়, সেই পরিবেশে শক্তি উৎপাদনকে আরও মসৃণভাবে একীভূত করা যায় কি না।

বড় ধারণা: ভারী হার্ডওয়্যার ছাড়া বিকেন্দ্রীকৃত উৎপাদন

স্বচ্ছ বা আধা-স্বচ্ছ সৌর কোষের আকর্ষণ বোঝা কখনও কঠিন ছিল না। চ্যালেঞ্জ হলো এগুলোকে যথেষ্ট পাতলা, কার্যকর, এবং অভিযোজ্য করা, যাতে বাস্তব ব্যবহার যৌক্তিক হয়। NTU দলের রিপোর্টকৃত ফলাফল এই প্রশ্নগুলোর চূড়ান্ত সমাধান দেয় না, কিন্তু দেখায় যে অতি-পাতলা পেরোভস্কাইট কোষ এমন এক শ্রেণিতেও আশ্চর্যজনকভাবে সক্ষম থাকতে পারে, যেখানে কর্মক্ষমতা প্রায়ই দ্রুত নেমে যায়।

এই অগ্রগতি অব্যাহত থাকলে, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পরিবর্তন নান্দনিক না হয়ে অবকাঠামোগত হতে পারে। ভবন, যানবাহন, এবং পরিধানযোগ্য পৃষ্ঠগুলো প্রচলিত প্যানেলের রূপের ওপর নির্ভর না করে নিজেদের কিছু বিদ্যুৎ নিজেরাই উৎপাদন করতে শুরু করতে পারে। জায়গার সীমাবদ্ধতায় জর্জরিত শহরগুলোর জন্য এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ নকশাগত পরিবর্তন হবে।

• NTU সিঙ্গাপুরের গবেষকেরা অতি-পাতলা আধা-স্বচ্ছ পেরোভস্কাইট সৌর কোষের কথা জানিয়েছেন।
• এই কোষগুলোকে মানুষের চুলের প্রায় 10,000 গুণ পাতলা বলা হয়েছে।
• প্রচলিত প্যানেল যেখানে অব্যবহার্য, সেই জানালা ও অন্যান্য পৃষ্ঠে একীভূত করাই এই কাজের লক্ষ্য।
• রিপোর্টকৃত যন্ত্রগুলো অতি-পাতলা শ্রেণির জন্য অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ দক্ষতা ধরে রেখেছে।
• এই গবেষণা ভবিষ্যতের বিদ্যুৎ-উৎপাদনকারী জানালা, ফ্যাসাড, এবং যানবাহনের গ্লেজিংকে সহায়তা করতে পারে।

এই নিবন্ধটি New Atlas-এর প্রতিবেদন অবলম্বনে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.