పెరోవ్‌స్కైట్ సౌర కిటికీలు ప్రాయోగిక వినియోగానికి మరింత దగ్గరవుతున్నాయి

పెరోవ్‌స్కైట్ సౌర కిటికీలు నిజమైన భవన అనువర్తనాలకు దగ్గరవుతున్నాయి

సౌర విద్యుత్ దశాబ్దాలుగా ప్రధానంగా సిలికాన్‌పై ఆధారపడి చౌకగా, సాధారణంగా మారింది; పైకప్పులపై అద్భుతంగా పని చేసే సాంకేతికత ఇది, కానీ పారదర్శక భవన ఉపరితలాలకు అనుగుణంగా మార్చడం కష్టం. యూనివర్సిటీ కాలేజ్ లండన్‌కు చెందిన పరిశోధకులు హైలైట్ చేసిన కొత్త అధ్యయనం, అర్ధ-పారదర్శక సౌర కిటికీలను మరింత ప్రాయోగికంగా మార్చడం ద్వారా పెరోవ్‌స్కైట్ పదార్థాలు ఆ పరిస్థితిని మార్చడంలో సహాయపడవచ్చని వాదిస్తోంది.

Advanced Energy Materialsలో ప్రచురితమైన ఈ పరిశోధన, ఒకేసారి రెండు పనులు చేయడానికి రూపొందించిన అర్ధ-పారదర్శక పెరోవ్‌స్కైట్ సౌర కణాలు మరియు మాడ్యూల్స్‌పై దృష్టి సారిస్తోంది: టింట్ చేసిన కిటికీ గాజు లాగా పనిచేయడం, అలాగే విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేయడం. భవన-ఏకీకృత సౌర వ్యవస్థల కోసం ఈ కలయిక చాలా కాలంగా ఒక లక్ష్యంగా ఉంది, ఎందుకంటే కిటికీలు భవనాల్లో శక్తి నష్టానికి ప్రధాన మూలం, అలాగే పెద్ద మొత్తంలో వినియోగించని ఉపరితల ప్రాంతాన్ని సూచిస్తాయి.

సవాలు ఎప్పుడూ సమతౌల్యమే. ఉపయోగకరమైన సౌర కిటికీ, లోపలి సౌకర్యం కోసం తగినంత పగటి వెలుగును లోపలికి అనుమతించాలి, అదే సమయంలో తన ఖర్చు మరియు అదనపు సంక్లిష్టతను సమర్థించడానికి సరిపడా సూర్యకాంతిని విద్యుత్‌గా మార్చాలి. అధ్యయన సారాంశం ప్రకారం, UCL బృందం గత విధానాల కంటే పెరోవ్‌స్కైట్లు పారదర్శకత మరియు పనితీరు మధ్య మరింత ఆకర్షణీయమైన సమతౌల్యాన్ని సాధించగలవని వాదిస్తోంది.

కిటికీలు ఎందుకు కఠినమైన సౌర లక్ష్యాలు

సాంప్రదాయ సిలికాన్ సౌర విద్యుత్‌లో ఆధిపత్యం చెలాయించే పదార్థంగా మారింది, ఎందుకంటే అది పరిపక్వమైనది, విస్తరించదగినది, మరియు బాగా అర్థమైంది. కానీ అప్రకాశక ప్యానెల్లపై దాని బలం, కిటికీ అనువర్తనాల కోసం దాని పరిమితి కూడా. పారదర్శక లేదా అర్ధ-పారదర్శక సౌర గాజుకు, సాంప్రదాయ రూఫ్‌టాప్ మాడ్యూల్స్‌తో భిన్నమైన రూపకల్పన తర్కం అవసరం, మరియు సిలికాన్ సహజంగా ఆ పనికి సరిపోదు.

ఇతర సన్నని-పొర విధానాలను కూడా పరిశీలించారు, కానీ ఖర్చు ఒక అడ్డంకిగా మిగిలింది. అందుకే పెరోవ్‌స్కైట్లు ఇంతగా దృష్టిని ఆకర్షించాయి. ఈ పదార్థాలు తులనాత్మకంగా తక్కువ ఖర్చుతో ఉంటాయి, ప్రామాణిక సిలికాన్ తయారీకి మించి సరఫరా గొలుసును విస్తరించగలవు, మరియు వేర్వేరు ఆప్టికల్, విద్యుత్ లక్షణాల కోసం సర్దుబాటు చేయవచ్చు. సూత్రంగా, ఇది వాటిని సాధారణ సౌర ప్యానెల్ కంటే వాస్తు ఉత్పత్తిలా కనిపించాల్సిన, పనిచేయాల్సిన గాజుకు బాగా సరిపడేలా చేస్తుంది.

UCL ప్రయత్నం ఖచ్చితంగా ఈ మధ్యస్థానాన్ని లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. “Multimodal Strategy for Efficient Semi-Transparent Perovskite Solar Cells and Modules with Record Indoor Performance,” అనే శీర్షికతో ఉన్న ఈ అధ్యయనం, విజిబిలిటీ మరియు శక్తి మార్పిడిని ఒకదానికొకటి త్యాగం చేయకుండా సమతౌల్యం చేసే ఒక విధానాన్ని వివరిస్తుంది.

కొత్త అధ్యయనం ఏమి చెబుతోంది

ఇచ్చిన మూల పాఠ్యం ఆధారంగా, పరిశోధకులు తమ అర్ధ-పారదర్శక పెరోవ్‌స్కైట్ కిటికీ టింట్ చేసిన గాజు చేసే మౌలిక పనిని అందించగలదని, అదే సమయంలో విద్యుత్‌ను కూడా ఉత్పత్తి చేయగలదని అంటున్నారు. ఇది ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే సౌర కిటికీల విలువ ప్రతిపాదన అవి ఉత్పత్తి చేసే శక్తి మాత్రమే కాదు. గాజు కూడా టింట్ చేసిన కిటికీలు ఇప్పటికే చేసే విధంగా తేజస్సు మరియు ఉష్ణ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడంలో సహాయపడితే, ఆ సాంకేతికతను ప్రధాన భవన రూపకల్పనలో కలపడం సులభమవుతుంది.

ఈ అధ్యయనం కేవలం ప్రయోగశాలలో సిద్దాంత నిరూపణగా కాకుండా, స్కేల్-అప్ ప్రయత్నంగా కూడా రూపుదిద్దుకుంది. ఇది ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే అనేక ఆశాజనక సౌర పదార్థాలు చిన్న కణాలలో బాగా పనిచేస్తాయి, కానీ పెద్ద మాడ్యూల్స్‌గా విస్తరించినప్పుడు సామర్థ్యం లేదా తయారీ సామర్థ్యాన్ని కోల్పోతాయి. కణాలు మరియు మాడ్యూల్స్ రెండింటినీ ప్రస్తావించడం ద్వారా, పరిశోధన సంవత్సరాలుగా ఈ రంగాన్ని సవాలు చేసిన ప్రాయోగిక ప్రశ్నను చూపిస్తోంది: పారదర్శక సౌర సాంకేతికతలు ప్రభావవంతమైన నమూనాల నుండి ఇన్‌స్టాల్ చేయదగిన ఉత్పత్తులుగా మారగలవా అనేది.

మరో గమనించదగ్గ విషయం లోపలి పనితీరుపై ఉన్న గమనము. సౌర కిటికీలు చాలాసార్లు కేవలం ప్రత్యక్ష బహిరంగ సూర్యకాంతిలో అవి ఎలా ప్రవర్తిస్తాయో ఆధారంగా మాత్రమే అంచనా వేయబడతాయి, కానీ భవనాలు రోజంతా వివిధ వెలుగు పరిస్థితులను అనుభవిస్తాయి. మంచి లోపలి పనితీరు కార్యాలయాలు, వాణిజ్య ముఖభాగాలు, అట్రియమ్స్, రవాణా ప్రదేశాలు, మరియు వ్యాప్తి చెందిన వెలుగు ముఖ్యమైన ఇతర వాతావరణాల్లో వినియోగాన్ని విస్తరించగలదు.

పెరోవ్‌స్కైట్లు సౌర పరిశోధనలో అత్యంత గమనించబడే పదార్థాలలో ఒకటిగా ఎందుకు ఉన్నాయి

పెరోవ్‌స్కైట్లు శక్తి పరిశోధనలో అత్యంత సమీపంగా గమనించబడే పదార్థ వర్గాలలో ఒకటిగా మారాయి, ఎందుకంటే అవి తక్కువ ఖర్చు అవకాశం మరియు రూపకల్పన సౌలభ్యం అనే అరుదైన కలయికను అందిస్తాయి. పరిశోధకులు వాటిని ప్రామాణిక సౌర మాడ్యూల్స్, సిలికాన్‌తో జతచేసిన టాండెం కణాలు, అలాగే తేలికపాటి ప్యానెల్లు మరియు పారదర్శక ఉపరితలాల వంటి ప్రత్యేక అనువర్తనాల కోసం పరిశీలిస్తున్నారు.

సౌర కిటికీల కోసం, ఈ లక్షణాలు ప్రత్యేకంగా ఆకర్షణీయమైనవి. భవన యజమానులు స్వల్ప శక్తి ఉత్పత్తి కోసం సౌకర్యం లేదా అందాన్ని త్యాగం చేసే ముఖభాగాన్ని కోరుకోరు. వాస్తుశిల్పులు గాజు ఆశించిన చోట అప్రకాశక హార్డ్‌వేర్‌ను కోరుకోరు. అర్ధ-పారదర్శక పెరోవ్‌స్కైట్లు ఒక సాధ్యమైన సమ్మతిని సృష్టిస్తాయి: ఇంకా కిటికీలా ప్రవర్తించే కిటికీ, అదే సమయంలో కొంత ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మరియు బహుశా శీతలీకరణ ప్రయోజనాలను కూడా అందించే విధంగా.

ఆ వాగ్దానం, పారదర్శక మరియు అర్ధ-పారదర్శక సౌర గాజు స్వచ్ఛ శక్తి పరిశోధనలో ఎందుకు ఇంత స్థిరమైన లక్ష్యంగా ఉందో వివరిస్తుంది. భవనాలు అపారమైన విద్యుత్‌ను వినియోగిస్తాయి, మరియు వాటి బయటి పొరలు ఇప్పటికే ఏకీకృత శక్తి వ్యవస్థల కోసం అత్యంత విలువైన స్థలంగా ఉన్నాయి. ఆ గాజు విస్తీర్ణంలో కొంత భాగం కూడా ఉత్పాదకంగా మారితే, సమష్టి ప్రభావం గణనీయంగా ఉండవచ్చు.

తదుపరి ఏమి జరగాలి

తాజా అధ్యయనం సౌర కిటికీలు త్వరలో సాంప్రదాయ గ్లేజింగ్‌ను పెద్ద స్థాయిలో భర్తీ చేయబోతున్నాయని అర్థం కాదు. ఈ రంగం ఇంకా దీర్ఘకాలికత, ఖర్చు-ప్రభావితత్వం, తయారీ స్థిరత్వం, మరియు వాస్తవ ఆపరేటింగ్ వాతావరణాల్లో దీర్ఘకాలిక పనితీరును నిరూపించుకోవాల్సి ఉంది. ఈ సమస్యలు అనేక అధునాతన సౌర సాంకేతికతలను విస్తృత స్వీకరణకు ముందు పరిమితం చేశాయి.

అయితే, UCL పని యొక్క ప్రాముఖ్యత ఏమిటంటే అది సమస్యను వాస్తవిక పదాలలో పరిష్కరించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నట్లు కనిపిస్తోంది. పారదర్శకతను కేవలం కొత్తదనం లక్షణంగా కాకుండా, అధ్యయనం కాంతి ప్రసారం మరియు శక్తి ఉత్పత్తి మధ్య సమతౌల్యంపై దృష్టి పెట్టింది, అది నిజమైన భవన ఉత్పత్తిని పోలిన ఆకృతిలో ఉంది. ఈ వర్గం పరిశోధన వార్తల నుండి కొనుగోలు నిర్ణయాల దశకు చేరుకోవాలంటే దాటాల్సిన పరిమితి అదే.

విస్తృత సౌర పరిశ్రమకు, ఈ అభివృద్ధి ఆవిష్కరణ ఇకపై ప్రామాణిక రూఫ్‌టాప్ ప్యానెల్ల నుండి ఎక్కువ అవుట్‌పుట్‌ను పిండుకోవడానికే పరిమితం కాదని కూడా సూచిస్తోంది. తదుపరి దశ increasingly సౌరాన్ని ఎక్కడ లోపలికి నాటుకోవచ్చు, అది బహుళ పనులను ఎలా సేవించగలదు, మరియు సిలికాన్‌కు మించిన పదార్థాలు మినీచేసి కొత్త ఉపరితలాలను శక్తి ఉత్పత్తి కోసం ఎలా తెరవగలవు అనే అంశాలను కలిగి ఉంది.

పెరోవ్‌స్కైట్ సౌర కిటికీలు చివరికి అనుకూలమైన పారదర్శకత, ఉపయోగకరమైన విద్యుత్ ఉత్పత్తి, మరియు విస్తరించదగిన తయారీని కలపగలిగితే, అవి కేవలం ఒక ప్రత్యేకమైన డిజైన్ అలంకారం కాకపోతాయి. అవి భవనాలు ఎలా ఆలోచించబడతాయన్న దానిలో ఒక మార్పును సూచిస్తాయి: శక్తి లీక్ అయ్యే గాజుతో చుట్టబడిన నిష్క్రియ వినియోగదారులుగా కాకుండా, తమ బయటి ఉపరితలాలే శక్తి ఉత్పత్తి మరియు తాపన నిర్వహణలో చురుకుగా పాల్గొనే నిర్మాణాలుగా.

ఇది ఇప్పుడెందుకు ముఖ్యం

సౌర పరిశ్రమ ఇప్పటికే వేగంగా విస్తరిస్తోంది, కానీ ఎక్కువ భాగం వినియోగం ఇంకా పరిచయమైన నమూనాలను అనుసరిస్తోంది. పైకప్పులు, నేలపై అమర్చిన అరేలు, మరియు యుటిలిటీ-స్థాయి క్షేత్రాలు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తున్నాయి. ఇప్పటికే ఉన్న భవన భాగాలను శక్తి ఆస్తులుగా మార్చే సాంకేతికతలు, కొత్త భూమి లేదా పూర్తిగా కొత్త నిర్మాణ పద్ధతుల అవసరం లేకుండా తదుపరి స్వీకరణ తరంగాన్ని విస్తరించగలవు.

అందుకే ఈ పెరోవ్‌స్కైట్ మైలురాయి పరిశోధన దశలో ఉన్నప్పటికీ ముఖ్యమైనది. సౌర కిటికీలు ఇంకా, క్రమంగా అయినా, భవిష్యత్తు కాన్సెప్ట్ నుండి ఇంజనీరింగ్ సమస్య సమితి వైపుకు కదులుతున్నాయని ఇది సూచిస్తోంది. మరియు స్వచ్ఛ శక్తిలో, అత్యంత ముఖ్యమైన వాణిజ్య కథలు తరచుగా అక్కడే ప్రారంభమవుతాయి.

ఈ వ్యాసం CleanTechnica నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. అసలు వ్యాసాన్ని చదవండి.