कैल्शियम टाइटेनियम सौर सेल जीवन 30 साल तक बढ़ाया
Jun 23, 2022
Princeton University के शोधकर्ताओं ने पहली व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य कैल्शियम टाइटाइट सौर कोशिकाओं को विकसित किया है, जो विज्ञान पत्रिका के नवीनतम अंक के अनुसार, एक उभरती हुई नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकी के लिए एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है। टीम को उम्मीद है कि उनका डिवाइस उद्योग मानक से अधिक पर लगभग 30 वर्षों तक काम करेगा, जो सौर कोशिकाओं के लिए 20 साल की जीवनकाल सीमा से ऊपर है।
न केवल डिवाइस टिकाऊ है, यह सामान्य ऊर्जा दक्षता मानकों को भी पूरा करता है। यह सिलिकॉन-आधारित कोशिकाओं के प्रदर्शन को प्रतिद्वंद्वी करने के लिए अपनी तरह का पहला है।
पेरोवस्काइट्स एक विशेष क्रिस्टल संरचना के साथ अर्धचालक हैं जो सौर सेल प्रौद्योगिकी में उपयोग के लिए आदर्श हैं। उन्हें कमरे के तापमान पर बनाया जा सकता है और सिलिकॉन की तुलना में बहुत कम ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है, जिससे उन्हें सस्ता और उत्पादन करने के लिए अधिक टिकाऊ बनाया जा सकता है।
शुरुआती पेरोवस्काइट सौर कोशिकाएं (PSCs) 2009 और 2012 के बीच बाहर आईं और केवल कुछ ही मिनटों तक चलीं। 2017 का रिकॉर्ड कमरे के तापमान पर निरंतर प्रकाश व्यवस्था के तहत बैटरी ऑपरेशन का एक वर्ष था, जबकि नया डिवाइस पांच साल तक प्रयोगशाला जैसी स्थितियों में काम करने में सक्षम था। रिकॉर्ड-सेटिंग डिजाइन पीएससी की टिकाऊ क्षमता पर प्रकाश डालता है, विशेष रूप से सिलिकॉन की सीमाओं से परे सौर सेल प्रौद्योगिकी को धक्का देने के तरीके के रूप में, शोधकर्ताओं ने कहा।
इस बार, शोधकर्ताओं ने सबसे कमजोर क्षेत्रों को जोखिम से बचाने के दौरान प्रकाश अवशोषण को अनुकूलित करने के लिए विभिन्न सामग्रियों को स्तरित किया। उन्होंने दो प्रमुख अवयवों के बीच एक अल्ट्राथिन "दो-आयामी कैपिंग परत" विकसित की: एक अवशोषित पेरोवस्काइट परत और तांबे के लवण और अन्य पदार्थों से बनी एक आवेशित परत। लक्ष्य पेरोवस्काइट अर्धचालकों को हफ्तों या महीनों के भीतर जलने से रोकना है।
शोधकर्ताओं ने दर्जनों बार डिजाइनों को भी पर्म्यूट किया, ज्यामिति में छोटे विवरण और ओवरले परतों की संख्या को बदल दिया, और दर्जनों सामग्री संयोजनों के साथ प्रयोग किया। प्रयोगात्मक परिणामों से पता चलता है कि नया उपकरण लगभग 35 डिग्री सेल्सियस के औसत तापमान और कम से कम 5 वर्षों के लिए निरंतर प्रकाश व्यवस्था की स्थिति में 80% से अधिक चरम दक्षता लागू कर सकता है।
लंबे समय में, पेरोवस्काइट्स को कमरे के तापमान पर बनाया जा सकता है, शोधकर्ताओं का कहना है, और उनका निर्माण बड़ी मात्रा में जीवाश्म ईंधन को जलाने से बचा जाता है। लेकिन नई प्रौद्योगिकियों के विकास का मतलब यह नहीं है कि पीएससी काफी हद तक सिलिकॉन उपकरणों को प्रतिस्थापित करेंगे, बल्कि पुरानी प्रौद्योगिकियों के पूरक होंगे, सौर पैनलों को सस्ता, अधिक कुशल और अधिक टिकाऊ बना देंगे, और आधुनिक जीवन में सौर ऊर्जा का विस्तार करेंगे और अधिक नए क्षेत्रों में।