फोटोवोल्टिक (पीवी) प्रौद्योगिकियां, जो प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करती हैं, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए दुनिया भर में तेजी से लागू की जा रही हैं।हांगकांग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (एचकेयूएसटी) के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के शोधकर्ताओं ने एक आणविक उपचार विकसित किया है जो पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं की दक्षता और स्थायित्व को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है।उनकी सफलता संभावित रूप से इस स्वच्छ ऊर्जा के बड़े पैमाने पर उत्पादन में तेजी लाएगी।
समाधान की कुंजी उन महत्वपूर्ण मापदंडों की सफल पहचान थी जो हैलाइड पेरोव्स्काइट्स के प्रदर्शन और जीवनकाल को निर्धारित करते हैं, एक अगली पीढ़ी की फोटोवोल्टिक सामग्री जो अपनी अनूठी क्रिस्टल संरचना के लिए पीवी उपकरणों में सबसे आशाजनक सामग्रियों में से एक के रूप में उभरी है।निष्कर्षों को प्रकाशित किया गया हैविज्ञान.
इलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटर इंजीनियरिंग विभाग और उन्नत डिस्प्ले और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजीज की राज्य कुंजी प्रयोगशाला के सहायक प्रोफेसर लिन येन-हंग के नेतृत्व में, शोध दल ने निष्क्रियता के विभिन्न तरीकों की जांच की, एरासायनिक प्रक्रियाजो दोषों की संख्या को कम करता है या सामग्रियों में उनके प्रभाव को कम करता है, जिससे इन सामग्रियों से युक्त उपकरणों के प्रदर्शन और दीर्घायु में वृद्धि होती है।उन्होंने निष्क्रियता के लिए "अमीनो-सिलेन" आणविक परिवार पर ध्यान केंद्रित कियापेरोव्स्काइट सौर सेल.
प्रोफेसर लिन ने बताया, "पिछले दशक में पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं की दक्षता में सुधार करने के लिए कई रूपों में निष्क्रियता बहुत महत्वपूर्ण रही है। हालांकि, उच्चतम दक्षता की ओर ले जाने वाले निष्क्रियता मार्ग अक्सर दीर्घकालिक परिचालन स्थिरता में सुधार नहीं करते हैं।"
पहली बार, अनुसंधान टीम ने दिखाया कि कैसे विभिन्न प्रकार के एमाइन (प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक) और उनके संयोजन पेरोव्स्काइट फिल्मों की सतहों में सुधार कर सकते हैं जहां कई दोष बनते हैं।उन्होंने इसे "एक्स-सीटू" (ऑपरेटिंग वातावरण के बाहर) और "इन-सीटू" (ऑपरेटिंग वातावरण के भीतर) दोनों का उपयोग करके हासिल किया।परिचालन लागत वातावरण) पेरोव्स्काइट्स के साथ अणुओं की अंतःक्रिया का निरीक्षण करने की विधियाँ।वहां से, उन्होंने ऐसे अणुओं की पहचान की जो फोटोल्यूमिनेसेंस क्वांटम उपज (पीएलक्यूवाई) में काफी वृद्धि करते हैं, यानी सामग्री उत्तेजना के दौरान उत्सर्जित फोटॉन की मात्रा, कम दोष और बेहतर गुणवत्ता का संकेत देती है।
"यह दृष्टिकोण अग्रानुक्रम सौर कोशिकाओं के विकास के लिए महत्वपूर्ण है, जो विभिन्न बैंडगैप के साथ फोटोएक्टिव सामग्रियों की कई परतों को जोड़ता है। डिजाइन प्रत्येक परत में सूर्य के प्रकाश के विभिन्न हिस्सों को अवशोषित करके सौर स्पेक्ट्रम के उपयोग को अधिकतम करता है, जिससे समग्र दक्षता में वृद्धि होती है।"
प्रोफेसर लिन ने कहा।
अपने सौर सेल प्रदर्शन में, टीम ने मध्यम (0.25 सेमी.) के उपकरण बनाए2) और बड़ा (1 सेमी2) आकार।प्रयोग ने उच्च वोल्टेज आउटपुट को बनाए रखते हुए, बैंडगैप की एक विस्तृत श्रृंखला में कम फोटोवोल्टेज हानि हासिल की।ये उपकरण थर्मोडायनामिक सीमा के 90% से अधिक उच्च ओपन-सर्किट वोल्टेज तक पहुंच गए।
मौजूदा साहित्य के डेटा के लगभग 1,700 सेटों के विरुद्ध बेंचमार्किंग से पता चला कि उनका परिणाम ऊर्जा रूपांतरण में दक्षता के मामले में अब तक की सबसे अच्छी रिपोर्ट में से एक था।
इससे भी अधिक गंभीर रूप से, अध्ययन ने इंटरनेशनल समिट ऑन ऑर्गेनिक सोलर सेल्स (आईएसओएस)-एल-3 प्रोटोकॉल, जो कि सौर कोशिकाओं के लिए एक मानकीकृत परीक्षण प्रक्रिया है, के तहत अमीनो-सिलेन निष्क्रिय कोशिकाओं के लिए उल्लेखनीय परिचालन स्थिरता का प्रदर्शन किया।
कोशिका उम्र बढ़ने की प्रक्रिया में लगभग 1,500 घंटे तक, अधिकतम पावर प्वाइंट (एमपीपी) दक्षता और पावर रूपांतरण दक्षता (पीसीई) उच्च स्तर पर बनी रही।सर्वोत्तम-निष्क्रिय कोशिकाओं को उनके प्रारंभिक मूल्यों के 95% तक कम करने के लिए, चैंपियन एमपीपी दक्षता और चैंपियन पीसीई क्रमशः 19.4% और 20.1% दर्ज की गई - उच्चतम (जब बैंडगैप के लिए फैक्टर किया गया) और रिपोर्ट की गई सबसे लंबी मेट्रिक्स में से एकतारीख तक।
प्रोफेसर लिन ने इस बात पर जोर दिया कि उनकी उपचार प्रक्रिया न केवल पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं की दक्षता और स्थायित्व को बढ़ाती है, बल्कि औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन के साथ भी संगत है।
उन्होंने कहा, "यह उपचार सेमीकंडक्टर उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली एचएमडीएस (हेक्सामेथिलडिसिलाज़ेन) प्राइमिंग प्रक्रिया के समान है।""इस तरह की समानता से पता चलता है कि हमारी नई पद्धति को मौजूदा विनिर्माण प्रक्रियाओं में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है, जिससे यह व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य हो जाएगी और बड़े पैमाने पर आवेदन के लिए तैयार हो जाएगी।"
टीम में इलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटर इंजीनियरिंग पीएच.डी. शामिल थे।छात्र काओ ज़ू-ली, उन्नत डिस्प्ले और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजीज की राज्य कुंजी प्रयोगशाला के वरिष्ठ प्रबंधक डॉ. फियोन येंग, ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय और शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय के सहयोगियों के साथ।
अधिक जानकारी:येन-हंग लिन एट अल, बैंडगैप-यूनिवर्सल पैसिवेशन कम फोटोवोल्टेज हानि के साथ स्थिर पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं को सक्षम बनाता है,विज्ञान(2024)।डीओआई: 10.1126/साइंस.एडो2302
उद्धरण:इंजीनियरिंग शोधकर्ताओं ने सौर सेल दक्षता और स्थायित्व को बढ़ावा देने के लिए कोड को क्रैक किया (2024, 1 अगस्त)1 अगस्त 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-08-code-boost-solar- cell-efficiency.html से
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