21 प्रतिशत की दक्षता ! कैल्शियम-टाइटेनियम अयस्क बैटरियों के लिए नई सामग्री तैयार करने का अनावरण किया गया

ऑस्ट्रेलिया में मोनाश विश्वविद्यालय और चीन में वुहान प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के बीच सहयोग में, जोड़ी का कहना है कि वे फॉर्मामाइड-सीज़ियम चाकोजेनाइड सौर कोशिकाओं के निर्माण के लिए अग्रदूत सामग्री के रूप में लीड एसीटेट का उपयोग करके 21 प्रतिशत की रूपांतरण दक्षता हासिल करने में सक्षम थे।

कहा जाता है कि गैर-हलाइड लीड स्रोत से बने उपकरण के लिए दक्षता सबसे अच्छा रिकॉर्ड किया गया परिणाम है। यह टिकाऊ, उच्च दक्षता वाले चाकोजेनाइड फोटोवोल्टिक्स के औद्योगिक निर्माण का मार्ग प्रशस्त कर सकता है।

आमतौर पर, अधिकांश चाकोजेनाइड सौर सेल अनुसंधान में लेड हैलाइड्स का उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से एक यौगिक जिसे लेड आयोडाइड के रूप में जाना जाता है। हालाँकि, लेड आयोडाइड 99.99 प्रतिशत शुद्ध होना चाहिए और इसलिए कोशिकाओं में उपयोग करना महंगा है।

इस समस्या को हल करने के लिए, टीम स्थिर फॉर्मामाइड-सीज़ियम चाकोजेनाइड सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए लेड आयोडाइड के बजाय लेड एसीटेट का उपयोग करने वाली पहली बन गई।

परीक्षण उपकरणों ने महान तापीय स्थिरता दिखाई, 3300 घंटों के बाद 65 डिग्री पर बिना किसी दक्षता के नुकसान के काम करना जारी रखा।

एक छोटे प्रोटोटाइप सौर मॉड्यूल ने इन कोशिकाओं का उपयोग करके 18.8 प्रतिशत की दक्षता हासिल की। चाकोजेनाइड परतों के बड़े क्षेत्र एकल-चरण ब्लेड कोटिंग द्वारा बनाए गए थे, जो औद्योगिक निर्माण की संभावित व्यवहार्यता का प्रदर्शन करते थे।

मोनाश विश्वविद्यालय में पीएचडी छात्र लीड लेखक जी झाओ ने कहा: "हम सही, उच्च गुणवत्ता वाली फॉर्मामाइड-सीज़ियम चॉकोजेनाइड फिल्मों को प्राप्त करने के लिए एक-चरणीय स्पिन-कोटिंग प्रक्रिया में लीड एसीटेट का उपयोग करने में सक्षम हैं ...... चूंकि हमें एंटी-सॉल्वेंट की आवश्यकता नहीं है, हम इसे ब्लेड कोटिंग जैसी बड़े पैमाने की तकनीकों के साथ प्राप्त कर सकते हैं, जिसका अर्थ है कि औद्योगिक उत्पादन की व्यवहार्यता मौजूद है।"

गुप्त संघटक अमोनियम

सिलिकॉन की तुलना में, चाकोजेनाइड से बनी पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं में सौर ऊर्जा क्षेत्र को बदलने की क्षमता होती है क्योंकि वे निर्माण के लिए सस्ते होते हैं, लचीले होते हैं और एक ट्यून करने योग्य बैंड गैप होता है।

हालांकि, शोधकर्ता अभी भी विश्वसनीयता के मुद्दों से जूझ रहे हैं और व्यावसायिक रूप से उत्पादित किए जा सकने वाले उपकरणों के निर्माण का एक तरीका खोजना होगा।

उनकी उत्कृष्ट स्थिरता के कारण, शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि फॉर्मामाइड और सीज़ियम का उपयोग करके निर्मित चाकोजेनाइड्स आदर्श व्यावसायिक उम्मीदवार थे। अग्रदूत के रूप में लेड एसीटेट का उपयोग करके उन्हें संश्लेषित करने के पिछले प्रयास विफल हो गए थे।

इस समस्या की जांच और समाधान करने के लिए, शोधकर्ताओं ने अंतर्निहित आणविक तंत्र की जांच की।

एक्स-रे विवर्तन और परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने एक महत्वपूर्ण चरण में अमोनियम को एक वाष्पशील कटियन (सकारात्मक चार्ज आयन) के रूप में उपयोग करने की आवश्यकता की पहचान की।

योगदानकर्ता लेखक सेबस्टियन फ्यूरर ने कहा, "अमोनियम की उपस्थिति अवांछित उप-उत्पादों के गठन के बिना एनीलिंग प्रक्रिया के दौरान अवशिष्ट एसिटिक एसिड को दूर करने में मदद करती है।"

शोधकर्ताओं ने कहा कि रासायनिक यौगिक लेड एसीटेट लेड हैलाइड की तुलना में कम दोष वाली चिकनी फिल्म बनाने के लिए एक बहुत ही आशाजनक वैकल्पिक अग्रदूत है।

अब तक, लेड एसीटेट का उपयोग केवल मिथाइलअमोनियम या सीज़ियम-आधारित चाकोजेनाइड्स बनाने के लिए किया गया है, जो व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए अपेक्षाकृत अस्थिर और अनुपयुक्त हैं।

संबंधित लेखक वेनक्सिन माओ ने कहा, "हम पूरे शोध समुदाय को उच्च गुणवत्ता वाले चाकोजेनाइड सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए दूसरी विधि प्रदान करते हैं।"

हाल ही में, हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम बर्लिन सेंटर के शोधकर्ताओं ने कहा कि उन्होंने स्टैक्ड सौर सेल में 32.5 प्रतिशत रूपांतरण दक्षता हासिल की है, जो इस तकनीक के लिए अब तक का सबसे अधिक और एक विश्व रिकॉर्ड है। नए लैमिनेटेड सोलर सेल में नीचे की तरफ एक सिलिकॉन सेल और ऊपर की तरफ एक कैल्शियम टाइटेनाइट सेल होता है।

नवंबर में, जर्मनी के स्टुटगार्ट में बाडेन-वुर्टेमबर्ग सेंटर फॉर सोलर एनर्जी एंड हाइड्रोजन रिसर्च की एक शोध टीम ने 21 प्रतिशत से अधिक की दक्षता के साथ एक स्टैक्ड सोलर मॉड्यूल बनाने के लिए कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड के साथ चाकोजेनाइड को मिलाया।