लचीले सौर सेल के एयरोस्पेस और लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स में कई संभावित अनुप्रयोग हैं, लेकिन कम ऊर्जा रूपांतरण दक्षता ने उनके व्यावहारिक उपयोग को सीमित कर दिया है।एक नई विनिर्माण विधि ने पेरोव्स्काइट से बनी लचीली सौर कोशिकाओं की बिजली दक्षता में वृद्धि की है, जो एक विशिष्ट क्रिस्टलीय संरचना वाले यौगिकों का एक वर्ग है जो सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने की सुविधा प्रदान करता है।

वर्तमान लचीले पेरोव्स्काइट सौर सेल (एफपीएससी) कठोर पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं की तुलना में कम बिजली रूपांतरण दक्षता से ग्रस्त हैं क्योंकि पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी) से बने लचीले आधार सामग्री की नरम और अमानवीय विशेषताओं के कारण, एफपीएससी की पेरोव्स्काइट फिल्में बनाई जाती हैं।

एफपीएससी में कठोर सौर कोशिकाओं की तुलना में कम स्थायित्व होता है जो बेस सब्सट्रेट के रूप में ग्लास का उपयोग करते हैं।लचीले सौर सेल सब्सट्रेट्स में छिद्र पानी और ऑक्सीजन को पेरोव्स्काइट सामग्रियों पर आक्रमण करने की अनुमति देते हैं, जिससे वे ख़राब हो जाते हैं।

वर्तमान एफपीएससी तकनीक के साथ इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए, सिंघुआ विश्वविद्यालय में पावर सिस्टम संचालन और नियंत्रण की राज्य प्रमुख प्रयोगशाला और बीजिंग, चीन में नेशनल सेंटर फॉर नैनोसाइंस एंड टेक्नोलॉजी में सेंटर फॉर एक्सीलेंस इन नैनोसाइंस के सामग्री वैज्ञानिकों की एक टीम ने एक विकसित किया है।नई निर्माण तकनीक जो एफपीएससी की दक्षता को बढ़ाती है, जिससे प्रौद्योगिकी के बड़े पैमाने पर उपयोग का मार्ग प्रशस्त होता है।

टीम ने अपना अध्ययन प्रकाशित कियाiऊर्जा.

"एफपीएससी की बिजली रूपांतरण दक्षता बढ़ाना कई कारणों से महत्वपूर्ण है: उच्च दक्षता... एफपीएससी को अन्य सौर सेल प्रौद्योगिकियों के साथ अधिक प्रतिस्पर्धी बनाती है, उत्पन्न बिजली की प्रति वाट लागत कम करती है... और समान मात्रा में विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए आवश्यक संसाधन औरउन अनुप्रयोगों की सीमा को बढ़ाता है जहां एफपीएससी का व्यावहारिक रूप से उपयोग किया जा सकता है, जिसमें एयरोस्पेस और शामिल हैंलचीला इलेक्ट्रॉनिक्सजहां स्थान और वजन प्रीमियम पर हैं, "सिंघुआ विश्वविद्यालय में पावर सिस्टम ऑपरेशन और नियंत्रण की राज्य कुंजी प्रयोगशाला में एसोसिएट प्रोफेसर और पेपर के वरिष्ठ लेखक चेनयी यी ने कहा।

विशेष रूप से, टीम ने जमा करने की एक नई रासायनिक स्नान जमाव (सीबीडी) विधि विकसित कीटिन ऑक्साइड(स्नो₂) एक मजबूत एसिड की आवश्यकता के बिना एक लचीले सब्सट्रेट पर, जिसके प्रति कई लचीले सब्सट्रेट संवेदनशील होते हैं।नई तकनीक ने शोधकर्ताओं को लचीले सब्सट्रेट पर टिन ऑक्साइड के विकास पर अधिक नियंत्रण की अनुमति दी।टिन ऑक्साइड एफपीएससी में एक इलेक्ट्रॉन परिवहन परत के रूप में कार्य करता है, जो बिजली रूपांतरण दक्षता के लिए महत्वपूर्ण है।

"यह सीबीडी विधि एसएनएसओ का उपयोग करके पिछले शोध से अलग है₄SnCl के बजाय टिन सल्फेट₂SnO जमा करने के लिए टिन अग्रदूत के रूप में टिन क्लोराइड₂, नई विधि बना रहा है... एसिड-संवेदनशील लचीले सब्सट्रेट्स के साथ संगत," यी ने कहा।

महत्वपूर्ण बात यह है कि नई निर्माण विधि एफपीएससी पर स्थायित्व संबंधी कुछ चिंताओं का भी समाधान करती है।"अवशिष्ट एसओ₄^2-SnSO के बाद सल्फेट बच जाता है₄पीबी के बीच मजबूत समन्वय के कारण आधारित सीबीडी अतिरिक्त रूप से पीएससी की स्थिरता को लाभ पहुंचाता है²⁺पेरोव्स्काइट और एसओ से लीड₄^2-एसएनओ से₂.परिणामस्वरूप, हम उच्च गुणवत्ता वाले SnO का निर्माण कर सकते हैं₂अधिक कुशल और स्थिर एफपीएससी प्राप्त करने के लिए," यी ने कहा।

टीम ने एफपीएससी के लिए 25.09% पर उच्चतम बिजली रूपांतरण दक्षता के लिए एक नया बेंचमार्क हासिल किया और 24.90% पर प्रमाणित किया गया।एसएनएसओ का स्थायित्व4_{-आधारित}लचीले सौर सेलकोशिकाओं द्वारा 10,000 बार झुकने के बाद भी उनकी 90% बिजली रूपांतरण दक्षता बनाए रखने का प्रदर्शन किया गया।एसएनएसओ₄-आधारित लचीले सौर कोशिकाओं ने SnCl की तुलना में उच्च तापमान स्थिरता में भी सुधार दिखाया₂-आधारित लचीले सौर सेल।

अनुसंधान टीम द्वारा विकसित नई निर्माण विधि ने प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम उत्पन्न किए और निर्माताओं को रासायनिक स्नान का पुन: उपयोग करने की अनुमति दी, जिससे स्केलेबल एफपीएससी उत्पादन की व्यावहारिकता बढ़ गई।

"अंतिम लक्ष्य इन उच्च दक्षता वाले एफपीएससी को प्रयोगशाला पैमाने से औद्योगिक उत्पादन में परिवर्तित करना है, जिससे पहनने योग्य प्रौद्योगिकी, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स और एयरोस्पेस पावर स्रोतों से लेकर बड़े पैमाने पर नवीकरणीय ऊर्जा समाधानों तक विभिन्न क्षेत्रों में इस तकनीक के व्यापक व्यावसायिक अनुप्रयोग को सक्षम किया जा सके।"यी ने कहा.

अधिक जानकारी:निंग्यू रेन एट अल, 25% - एसएनओ की नियंत्रणीय वृद्धि के माध्यम से दक्षता लचीली पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाएं2,_{iऊर्जा}(2024)।डीओआई: 10.23919/आईईएन.2024.0001द्वारा उपलब्ध कराया गयासिंघुआ यूनिवर्सिटी प्रेस

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