क्लासिक सिलिकॉन सौर पैनलों की दक्षता बढ़ने की उम्मीद है

यह कोई रहस्य नहीं है कि लोकप्रिय सिलिकॉन सौर पैनलों की सीमाएं हैं कि वे कितनी कुशलता से प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्येक फोटॉन केवल एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालता है, हालांकि एक प्रकाश कण की ऊर्जा दो इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त हो सकती है। एक नए अध्ययन में, एमआईटी वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि इस मूलभूत सीमा को दूर किया जा सकता है, जिससे काफी अधिक दक्षता वाले सिलिकॉन सौर कोशिकाओं का मार्ग प्रशस्त हो सकता है।

एक फोटॉन की दो इलेक्ट्रॉनों को नष्ट करने की क्षमता को लगभग 50 साल पहले सैद्धांतिक रूप से उचित ठहराया गया था। लेकिन पहला सफल प्रयोग केवल 6 साल पहले पुन: प्रस्तुत किया गया था। फिर प्रयोग के तौर पर जैविक पदार्थों से बने सौर सेल का प्रयोग किया गया। अधिक कुशल और प्रचुर सिलिकॉन की ओर आगे बढ़ना आकर्षक होगा, जिसे वैज्ञानिक अब भारी मात्रा में काम के माध्यम से हासिल करने में कामयाब रहे हैं।

अंतिम समय में प्रयोग एक सिलिकॉन सौर सेल बनाने में कामयाब रहे, जिसकी सैद्धांतिक दक्षता सीमा 29,1% से बढ़ाकर 35% कर दी गई, और यह सीमा नहीं है। दुर्भाग्य से, इसके लिए, सौर सेल को तीन अलग-अलग सामग्रियों का मिश्रण बनाना पड़ा, इसलिए इस मामले में केवल मोनोलिथिक सिलिकॉन से काम चलाना असंभव है। इकट्ठे होने पर, सौर सेल कार्बनिक पदार्थ से बना एक सैंडविच होता है। टेट्रासीन एक सतह फिल्म के रूप में, हेफ़नियम ऑक्सीनाइट्राइड की सबसे पतली (कई परमाणु) फिल्म और, वास्तव में, एक सिलिकॉन वेफर।

टेट्रासीन परत उच्च-ऊर्जा फोटॉन को अवशोषित करती है और अपनी ऊर्जा को परत में दो आवारा उत्तेजनाओं में परिवर्तित करती है। ये तथाकथित क्वासिपार्टिकल्स हैं excitons. पृथक्करण प्रक्रिया को सिंगलेट एक्साइटन विखंडन के रूप में जाना जाता है। एक मोटे अनुमान के अनुसार, एक्साइटॉन इलेक्ट्रॉनों की तरह व्यवहार करते हैं, और इन उत्तेजनाओं का उपयोग विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। सवाल यह है कि इन उत्तेजनाओं को सिलिकॉन और उससे आगे कैसे स्थानांतरित किया जाए?

हेफ़नियम ऑक्सीनाइट्राइड की एक पतली परत सतह टेट्रासीन फिल्म और सिलिकॉन के बीच एक प्रकार का पुल बन गई। इस परत में होने वाली प्रक्रियाएं और सिलिकॉन पर सतह के प्रभाव एक्साइटॉन को इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करते हैं, और फिर सब कुछ हमेशा की तरह चलता रहता है। प्रयोग में यह दिखाना संभव हुआ कि इस तरह नीले और हरे स्पेक्ट्रा में सौर सेल की दक्षता बढ़ जाती है। वैज्ञानिकों के अनुसार, सिलिकॉन सौर सेल की दक्षता बढ़ाने की यह सीमा नहीं है। लेकिन प्रस्तुत तकनीक का व्यावसायीकरण होने में भी वर्षों लगेंगे।

स्रोत: 3dnews.ru