पेरोव्स्काइट सौर सेल (पीएससी) को उनके असाधारण फोटोवोल्टिक प्रदर्शन और सामर्थ्य के लिए मनाया जाता है।हालाँकि, चार्ज परिवहन सामग्री की उच्च लागत उनके व्यावसायीकरण में एक बड़ी बाधा बनी हुई है।2,2',7,7'-टेट्राकिस[N,N-di(4-मेथॉक्सीफेनिल)एमिनो]-9,9'-स्पिरोबिफ्लुओरीन (स्पिरो-ओएमईटीएडी) जैसी पारंपरिक सामग्रियां महंगी और उत्पादन के लिए जटिल हैं।

इसलिए, पीएससी को अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाने के लिए कम लागत वाले, कुशल विकल्प विकसित करना आवश्यक है।सौर प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने और व्यापक रूप से अपनाने के लिए इन मुद्दों को संबोधित करना महत्वपूर्ण है।इसलिए, यह अध्ययन इन बाधाओं को दूर करने और पीएससी की व्यावसायिक क्षमता को बढ़ाने के लिए लागत प्रभावी होल ट्रांसपोर्ट सामग्री बनाने पर केंद्रित है।

हुआकियाओ यूनिवर्सिटी और कुफू नॉर्मल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने सौर ऊर्जा के क्षेत्र में एक अग्रणी प्रगति का खुलासा किया है।उनका अध्ययन,प्रकाशितजून 2024 में जर्नल मेंऊर्जा सामग्री और उपकरण, तीन नवीन छेद परिवहन सामग्रियों का परिचय देता है जो एन-आई-पी पीएससी की दक्षता को फिर से परिभाषित कर सकते हैं।सावधानीपूर्वक डिजाइन और संश्लेषित ये सामग्रियां उल्लेखनीय गुणों का प्रदर्शन करती हैं, जो सौर सेल प्रदर्शन में मौजूदा बेंचमार्क को पार करने की क्षमता रखती हैं, जो नवीकरणीय ऊर्जा के भविष्य की दिशा में एक आशाजनक कदम है।

यह अध्ययन तीन लागत प्रभावी छेद परिवहन सामग्री (एचटीएम), 4,4'-(3,3'-बीआईएस(4-मेथॉक्सी-2,6-डाइमिथाइलफेनिल)-[2,2'-बिथियोफीन]- का विकास प्रस्तुत करता है।5,5'-डायल)बीआईएस(एन,एन-बीआईएस(4-मेथॉक्सीफेनिल)एनिलिन) (टीपी-एच), 4,4'-(3,3'-बीआईएस(4-मेथॉक्सी-2,6-डाइमिथाइलफेनिल)-[2,2'-बिथियोफीन]-5, 5'-डायल)बीआईएस(3-मेथॉक्सी-एन,एन-बीआईएस(4-मेथॉक्सीफेनिल)एनिलिन) (टीपी-ओएमई), और 4,4'-(3,3'-बीआईएस(4-मेथॉक्सी-2,6-डाइमिथाइलफेनिल)-[2,2'-बिथियोफीन]-5,5'-डायल)बीआईएस(3-फ्लोरो-एन,एन-बीआईएस(4-मेथॉक्सीफेनिल)एनिलिन)(टीपी-एफ), बिथियोफीन कोर का उपयोग करते हुए।इन सामग्रियों को आणविक क्रिस्टलीयता और घुलनशीलता को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जो पीएससी में प्रभावी छिद्र परिवहन के लिए महत्वपूर्ण है।

टीपी-एफ ने, विशेष रूप से, एक उपलब्धि हासिल कीबिजली रूपांतरण दक्षता(पीसीई) 24% से अधिक है, जिसका श्रेय इसके फ्लोरीन परमाणु प्रतिस्थापन को दिया जाता है, जिसने अंतर-आणविक पैकिंग को बढ़ाया, उच्चतम व्याप्त आणविक कक्षीय (एचओएमओ) ऊर्जा स्तर को कम किया, और छेद की गतिशीलता और चालकता में सुधार किया।इन सुधारों से दोष की स्थिति कम हो गई और पीएससी में ट्रैप-मध्यस्थता पुनर्संयोजन कम हो गया।

अध्ययन में कुशल, कम लागत वाले एचटीएम बनाने के लिए 3,3'-बीआईएस (4-मेथॉक्सी-2,6-डाइमिथाइलफेनिल) -2,2'-बिथियोफीन कोर संरचना की क्षमता पर प्रकाश डाला गया है, जो पीएससी प्रौद्योगिकी और पेविंग में महत्वपूर्ण प्रगति का प्रदर्शन करता है।अधिक व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य सौर ऊर्जा समाधान का मार्ग।

अध्ययन में अग्रणी शोधकर्ता डॉ. वेई गाओ ने कहा, "इन नवीन एचटीएम का विकास पीएससी को अधिक व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। इन सामग्रियों की बढ़ी हुई दक्षता और कम लागत सौर ऊर्जा में पीएससी को अपनाने में तेजी ला सकती है।"ऊर्जा बाज़ार, अधिक टिकाऊ और लागत प्रभावी ऊर्जा समाधान प्रदान करता है।"

इस शोध के निहितार्थ गहरे हैं, क्योंकि यह उच्च दक्षता, कम लागत वाले पीएससी के व्यावसायिक उत्पादन के लिए नए रास्ते खोलता है।पीएससी में टीपी-एफ का सफल एकीकरण इन सामग्रियों की क्षमता को काफी हद तक कम करने की क्षमता को दर्शाता हैउत्पादन लागतबनाए रखते हुएउच्च प्रदर्शन.इस प्रगति से सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को व्यापक रूप से अपनाया जा सकता है, स्थायी ऊर्जा विकास में वैश्विक प्रयासों में योगदान दिया जा सकता है और जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम हो सकती है।

अधिक जानकारी:लैंग ली एट अल, कुशल नैपी पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं के लिए बिथियोफीन-आधारित लागत प्रभावी छेद परिवहन सामग्री,ऊर्जा सामग्री और उपकरण(2024)।डीओआई: 10.26599/ईएमडी.2024.9370036

द्वारा उपलब्ध कराया गयासिंघुआ यूनिवर्सिटी प्रेस