क्या PV 3.0 का युग आ गया है?
Aug 12, 2022
गणना के अनुसार, पृथ्वी पर एक घंटे का सौर विकिरण दुनिया को पूरे एक साल तक बिजली देने के लिए पर्याप्त ऊर्जा है। दूसरी औद्योगिक क्रांति के बाद से, मानव जाति सौर ऊर्जा का उपयोग करने के लिए प्रयोग कर रही है। 1839 में फ्रांसीसी भौतिकविदों द्वारा फोटोवोल्टिक प्रभाव की खोज देखी गई; 1876 में ब्रिटिश वैज्ञानिकों ने इस खोज को देखा कि सेलेनियम सेमीकंडक्टर पर सूरज की रोशनी चमकने से बिजली पैदा की जा सकती है; और 1893 में अमेरिकी इंजीनियरों द्वारा दुनिया के पहले सौर सेल का निर्माण देखा गया, जो हालांकि केवल 1 प्रतिशत कुशल था, एक छलांग थी।
फोटोवोल्टिक प्रभाव की खोज करने वाले पहले फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी एडमंड बेकरेल
आज, सौर कोशिकाओं की शुरूआत के एक सदी से भी अधिक समय के बाद, वाणिज्यिक सौर कोशिकाओं की औसत रूपांतरण दक्षता अभी भी कम है, और जटिल और महंगी निर्माण प्रक्रिया ने विभिन्न क्षेत्रों में उनके आवेदन को काफी हद तक सीमित कर दिया है। सौभाग्य से, हाल के वर्षों में सौर कोशिकाओं की एक नई पीढ़ी की दक्षता में सफलताओं के साथ, फोटोवोल्टिक के क्षेत्र में सकारात्मक विकास की एक श्रृंखला देखी गई है, और वैज्ञानिकों का दृढ़ विश्वास है कि फोटोवोल्टिक 3 का युग है।0 हम पर है।
एक आम सिलिकॉन-आधारित सौर सेल एक पी-टाइप और एन-टाइप सेमीकंडक्टर सामग्री है जो पीएन जंक्शन बनाने के लिए जुड़ती है, जो एक छेद-इलेक्ट्रॉन जोड़ी बनाती है जब सूरज की रोशनी पैनल से टकराती है, और एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए एक सर्किट चालू होता है। वर्तमान में सभी सौर पैनलों में से 90 प्रतिशत सिलिकॉन आधारित हैं। सौर पैनलों के उत्पादन के लिए सबसे महत्वपूर्ण सामग्री सिलिकॉन है, जो पृथ्वी पर प्रचुर मात्रा में है, लेकिन सौर पैनल बनाने के लिए इसे 99.9999 प्रतिशत या उससे अधिक की शुद्धता तक शुद्ध किया जाना चाहिए। यह अनिवार्य रूप से सिलिकॉन आधारित सौर पैनलों के उत्पादन की पूरी प्रक्रिया को जटिल, प्रदूषणकारी और महंगा होने की ओर ले जाता है। इसलिए फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन के लिए सिलिकॉन आधारित सौर पैनल एक समझदार विकल्प नहीं हैं। कैल्शियम टाइटेनियम अयस्क कोशिकाओं की एक नई पीढ़ी उभरी है, जो न केवल रूपांतरण दक्षता में भारी वृद्धि प्रदान करती है, बल्कि उत्पादन के लिए बहुत सरल और अधिक कुशल है, और इतनी पतली है कि कैल्शियम टाइटेनियम अयस्क तरल की आधा बोतल पूरे घर को शक्ति दे सकती है , और सबसे महत्वपूर्ण बात, यह उत्पादन करने के लिए बहुत सस्ता है!
तो कैल्शियम टाइटेनाइट सोलर पैनल क्या है?
चाकोजेनाइड द्वारा, हम वास्तव में किसी भी ABX3 यौगिकों का जिक्र कर रहे हैं, जिनकी क्रिस्टल संरचना चाकोजेनाइड के समान है, जो कि पूरी पृथ्वी पर व्यापक रूप से वितरित की जाती है। चेल्कोजेनाइड सौर पैनल अशुद्धियों के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं और लगभग 90 प्रतिशत की शुद्धता के साथ 20 प्रतिशत से अधिक की रूपांतरण दक्षता प्राप्त की जा सकती है।
एक यौगिक के रूप में इसकी संरचना को समायोजित किया जा सकता है ताकि आने वाली रोशनी के विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए चाकोजेनाइड की विभिन्न परतें बनाई जा सकें, जो फोटोवोल्टिक की रूपांतरण दक्षता में काफी वृद्धि कर सकती हैं। सिलिकॉन-आधारित सौर पैनलों के विपरीत, चाकोजेनाइड में पीएन जंक्शनों की कई परतें हो सकती हैं, जो चाकोजेनाइड पैनलों की दक्षता को ढेर करने की अनुमति देती है। सिद्धांत रूप में, चाकोजेनाइड 86.8 प्रतिशत तक की रूपांतरण दक्षता प्राप्त कर सकता है, लेकिन जितनी अधिक परतें होंगी विनिर्माण लागत उतनी ही अधिक होगी और वाणिज्यिक रिटर्न अनिवार्य रूप से कम होगा, इसलिए वाणिज्यिक के लिए मुख्य विचार प्रयोगशाला से chalcogenide पैनलों को परतों को दो बार ढेर करना है, जो कि chalcogenide का वास्तविक विक्रय बिंदु है।
वास्तव में, वैज्ञानिक एक दशक से अधिक समय से चाकोजेनाइड पर काम कर रहे हैं, लेकिन इसकी क्रिस्टल संरचना की अस्थिरता और इसकी छोटी उम्र के कारण, इस साल जून तक कोई महत्वपूर्ण प्रगति नहीं हुई, जब प्रिंसटन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने घोषणा की कि उन्होंने विकसित किया है। पहला व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य चाकोजेनाइड सौर सेल, जो अक्षय ऊर्जा में मानव अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है। विश्व आर्थिक मंच ने कैल्शियम टाइटेनियम अयस्क को "10 उभरती प्रौद्योगिकियों में से एक के रूप में नामित किया है जो मानव जीवन को बदल देगा"।
