पेरोव्स्काइट सौर प्रौद्योगिकी में सफलता
जर्मनी में हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम बर्लिन (HZB) के शोधकर्ताओं ने एक अत्यधिक जटिल ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट सोलर सेल विकसित किया है जो 27.3% की रिकॉर्ड दक्षता प्राप्त करता है और निरंतर संचालन के तहत 770 घंटे का जीवनकाल प्रदर्शित करता है। यह प्रगति पेरोव्स्काइट फोटोवोल्टिक्स के सामने आने वाली दो सबसे बड़ी चुनौतियों: दक्षता और स्थायित्व को संबोधित करती है।
ट्रिपल-जंक्शन सेल कैसे काम करते हैं
ट्रिपल-जंक्शन सोलर सेल तीन अलग-अलग अवशोषक परतों को स्टैक करते हैं, प्रत्येक को सौर स्पेक्ट्रम के एक विशिष्ट हिस्से को कैप्चर करने के लिए ट्यून किया जाता है। उच्च-ऊर्जा (नीला), मध्य-ऊर्जा (हरा), और कम-ऊर्जा (लाल) फोटॉन को अवशोषित करने वाली सामग्रियों को मिलाकर, ये सेल सैद्धांतिक रूप से एकल-जंक्शन कोशिकाओं की शॉक्ले-क्विसर सीमा को पार कर सकते हैं। HZB टीम ने ऊर्जा हानि को कम करने और चार्ज निष्कर्षण में सुधार करने के लिए परतों के बीच इंटरफेस को अनुकूलित किया।
दक्षता और स्थिरता मीट्रिक
नए सेल ने मानक परीक्षण स्थितियों के तहत 27.3% की प्रमाणित दक्षता हासिल की। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि इसने निरंतर रोशनी और अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग के 770 घंटों के बाद अपनी प्रारंभिक दक्षता का 80% बनाए रखा। यह पिछले ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट कोशिकाओं की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार का प्रतिनिधित्व करता है, जो अक्सर सैकड़ों घंटों के भीतर खराब हो जाती थीं।
सामग्री और विनिर्माण नवाचार
शोधकर्ताओं ने तीन जंक्शन बनाने के लिए कार्बनिक-अकार्बनिक हाइब्रिड पेरोव्स्काइट और पूरी तरह से अकार्बनिक पेरोव्स्काइट के संयोजन का उपयोग किया। उन्होंने समान फिल्म निर्माण सुनिश्चित करने और दोषों को कम करने के लिए उन्नत जमाव तकनीकों को नियोजित किया। टीम ने गैर-विकिरणीय पुनर्संयोजन को दबाने के लिए एक उपन्यास पैसिवेशन रणनीति भी विकसित की, जो दक्षता हानि का एक प्रमुख कारण है।
सौर ऊर्जा के लिए निहितार्थ
पेरोव्स्काइट सोलर सेल ने अपनी कम लागत वाली विनिर्माण और उच्च दक्षता क्षमता के कारण गहन रुचि आकर्षित की है। हालांकि, स्थिरता के मुद्दों ने व्यावसायीकरण में बाधा उत्पन्न की है। HZB प्रदर्शन से पता चलता है कि ट्रिपल-जंक्शन डिज़ाइन उच्च दक्षता और विस्तारित परिचालन जीवन दोनों प्राप्त कर सकते हैं, जो पेरोव्स्काइट तकनीक को उपयोगिता-पैमाने के सौर फार्मों और भवन-एकीकृत फोटोवोल्टिक्स में व्यावहारिक अनुप्रयोगों के करीब लाता है।
अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ तुलना
एकल-जंक्शन पेरोव्स्काइट कोशिकाओं ने लगभग 25-26% की दक्षता हासिल की है, जबकि सिलिकॉन सेल लगभग 27% तक पहुंचते हैं। ट्रिपल-जंक्शन डिज़ाइन इन सीमाओं को पार कर सकते हैं। इस सेल की 27.3% दक्षता सर्वश्रेष्ठ सिलिकॉन-पेरोव्स्काइट टंडेम के साथ प्रतिस्पर्धी है, लेकिन पूरी तरह से पेरोव्स्काइट-आधारित होने का लाभ है, जो विनिर्माण को सरल बनाता है।
भविष्य के अनुसंधान दिशाएँ
HZB टीम नए एनकैप्सुलेशन विधियों और वैकल्पिक संपर्क सामग्रियों की खोज करके स्थिरता में और सुधार करने की योजना बना रही है। उनका लक्ष्य प्रयोगशाला पैमाने से वाणिज्यिक मॉड्यूल तक सेल आकार को बढ़ाना भी है। प्रौद्योगिकी हस्तांतरण में तेजी लाने के लिए उद्योग भागीदारों के साथ सहयोग चल रहा है।
निष्कर्ष
27.3% दक्षता और 770 घंटे के जीवनकाल के साथ ट्रिपल-जंक्शन पेरोव्स्काइट सोलर सेल का विकास फोटोवोल्टिक अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है। यह प्रदर्शित करता है कि पेरोव्स्काइट तकनीक उच्च प्रदर्शन और स्थायित्व दोनों प्राप्त कर सकती है, जो अगली पीढ़ी के सौर सेलों के लिए मार्ग प्रशस्त करती है जो कुशल, स्थिर और लागत प्रभावी हैं।
यह लेख Interesting Engineering की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
Originally published on interestingengineering.com