63.2 प्रतिशत की सैद्धांतिक दक्षता, तीसरी पीढ़ी के फोटोवोल्टिक सेल के लिए एक सफलता!
Apr 12, 2023
चौंका देने वाला! न्यू इंटरमीडिएट बैंड सोलर सेल (IBSCs) 63.2 प्रतिशत की सैद्धांतिक दक्षता हासिल कर सकते हैं, जो सामान्य सोलर सेल (20 प्रतिशत के क्षेत्र में दक्षता के साथ) से तीन गुना अधिक है! एक अंतरराष्ट्रीय शोध दल द्वारा एक सफल खोज जो सौर उद्योग में क्रांति ला सकती है! नेटिज़न्स चिल्ला रहे हैं: क्या IBSCs कॉन्सेप्ट स्टॉक में तेजी लाने वाला है?
तीसरी पीढ़ी की सौर प्रौद्योगिकी का नया प्रिय
क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल मोनोक्रिस्टलाइन, पॉलीक्रिस्टलाइन और अनाकार सिलिकॉन सौर कोशिकाओं सहित सौर कोशिकाओं की पहली पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करते हैं। ये सेल पहले से ही वाणिज्यिक और आवासीय अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और वैश्विक फोटोवोल्टिक बाजार के 90 प्रतिशत के लिए जिम्मेदार हैं। हालांकि, उनकी ऊर्जा रूपांतरण दक्षता केवल 15-25 प्रतिशत है और उनकी उत्पादन लागत अधिक है।
दूसरी पीढ़ी की पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं को ग्लास सबस्ट्रेट्स पर बनाया जाता है, और यद्यपि सामग्री और उत्पादन लागत कम होती है, उनकी ऊर्जा रूपांतरण दक्षता केवल 6-10 प्रतिशत होती है।
सौर सेलों की तीसरी पीढ़ी का उद्देश्य ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में वृद्धि करना, लागत कम करना और अनुप्रयोगों को सुविधाजनक बनाना है। उन्हें नए सौर सेल के रूप में जाना जाता है और इसमें अकार्बनिक और कार्बनिक पतली-फिल्म सौर सेल, डाई-सेंसिटाइज़्ड और क्वांटम डॉट-सेंसिटाइज़्ड सोलर सेल, और चॉकोजेनाइड सोलर सेल शामिल हैं। इन कोशिकाओं के अपेक्षाकृत कम विकास समय के बावजूद, उनकी उच्च सैद्धांतिक ऊर्जा रूपांतरण दक्षता और अपेक्षाकृत कम उत्पादन लागत के कारण उनके विकास की काफी संभावनाएं हैं।
इनमें से इंटरमीडिएट बैंड सोलर सेल (IBSC) सौर सेल की वैश्विक दक्षता में सुधार के लिए एक नई अवधारणा है। 63.2 प्रतिशत तक की सैद्धांतिक ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के साथ, यह तीसरी पीढ़ी की सौर प्रौद्योगिकी का नया प्रिय है और उद्योग द्वारा तेजी से पसंद किया जा रहा है।
सेल ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में यह वृद्धि सेमीकंडक्टर के निषिद्ध बैंड में ऊर्जा राज्यों के एक छोटे घनत्व के साथ एक संकीर्ण ऊर्जा बैंड को पेश करके प्राप्त की जाती है। इस संकीर्ण ऊर्जा बैंड की शुरूआत खुले सर्किट वोल्टेज को स्थिर रखते हुए उप-बैंड अंतर अवशोषण में वृद्धि की अनुमति देती है। इस सुधार के साथ, सौर सेल कुछ इन्फ्रारेड प्रकाश के अलावा अधिकांश दृश्यमान प्रकाश को अवशोषित करता है, इस प्रकार सेल के वर्तमान उत्पादन और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में वृद्धि करता है।
चित्र 1 सेल ऊर्जा बैंड आरेख: पारंपरिक सौर कोशिकाओं में केवल एक चालन बैंड CB और एक वैलेंस बैंड VB होता है, लेकिन मध्यवर्ती बैंड सौर सेल सूर्य के प्रकाश के अवशोषण को बढ़ाने के लिए एक मध्यवर्ती बैंड (IB) भी पेश करते हैं।
इंटरमीडिएट बैंड सोलर सेल (IBSC) की उच्च सैद्धांतिक ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के बावजूद, इसकी अंतर्निहित उच्च मिश्रित प्रकृति (मध्यवर्ती बैंड में इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों का संयोजन) और सेमीकंडक्टर जाली के विनाश के कारण इसका प्रदर्शन अपेक्षा के अनुरूप उच्च नहीं है। , ऊर्जा रूपांतरण दक्षता सैद्धांतिक मूल्य से कम या एक विशिष्ट सेल की दक्षता से भी कम है। वहीं, सेल को बनाना काफी महंगा है। इसके अलावा, IBSCs का जीवनकाल कम होता है और इसका उपयोग केवल कम तापमान पर किया जा सकता है, जो उनके बड़े पैमाने पर उत्पादन और अनुप्रयोग को सीमित करता है।
यूके में इंपीरियल कॉलेज और ऑस्ट्रेलिया में यूनिवर्सिटी ऑफ न्यू साउथ वेल्स (UNSW) के वैज्ञानिकों ने हाल ही में एक नए इंटरमीडिएट बैंड सोलर सेल (IBSC) के विकास की घोषणा की है और RRL सोलर जर्नल में अपना नवीनतम शोध प्रकाशित किया है। नया डिजाइन अंतरालीय बैंड सौर कोशिकाओं के क्षेत्र में एक प्रमुख प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है। रिपोर्ट के अनुसार, नया IBSC एक नए सोलर सेल आर्किटेक्चर का उपयोग करता है और एक अद्वितीय ऑप्टिकल संरचना पेश करता है जो सेल की फोटोवोल्टिक दक्षता बढ़ाने के लिए सौर स्पेक्ट्रम में अधिक फोटॉनों का प्रभावी ढंग से उपयोग करता है। इस शोध का प्रकाशन इंटरमीडिएट बैंड सोलर सेल के क्षेत्र में भी एक महत्वपूर्ण कदम है, जिससे इंटरमीडिएट बैंड सोलर सेल के व्यावसायिक अनुप्रयोग को बढ़ावा मिलने की उम्मीद है।
शोधकर्ताओं के अनुसार, नए डिजाइन किए गए इंटरमीडिएट बैंड सोलर सेल (IBSC) ने एक नया सोलर सेल आर्किटेक्चर पेश किया है जिसमें एक 'रैचेट बैंड' (RB) शामिल है, जिसका ऊर्जा बैंड चित्र 1 में देखा जा सकता है। कमरे के तापमान का संचालन संभव है। यह सफलता आईबीएससी कोशिकाओं के भविष्य के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण आधार प्रदान करेगी और मध्यवर्ती बैंड सौर कोशिकाओं के क्षेत्र में एक प्रमुख मील का पत्थर है।
2020 में वापस, दो स्पेनिश शोधकर्ताओं ने घोषणा की थी: "हम मानते हैं कि एक बार कुशल IBSCs विकसित हो जाने के बाद, वैज्ञानिक समुदाय इन उपकरणों के प्रदर्शन को अनुकूलित करने में अधिक प्रयास करेगा। हमारा मानना है कि एक बार IBSCs बहुत कुशल और संभावित रूप से लागत साबित हो जाते हैं। प्रभावी, बाजार खंड के आधार पर, उद्योग बहुत रुचि दिखाएगा।" अब जबकि उच्च दक्षता वाले आईबीएससी विकसित किए जा रहे हैं, यह पीवी उद्योग के लिए एक बड़ा फेरबदल हो सकता है, जब और कंपनियां विकास और बड़े पैमाने पर उत्पादन में शामिल होंगी।
