ക്ലാസിക് സിലിക്കൺ സോളാർ പാനലുകളുടെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന പ്രതീക്ഷയുണ്ട്

ജനപ്രിയ സിലിക്കൺ സോളാർ പാനലുകൾക്ക് പ്രകാശത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നതിൽ പരിമിതികളുണ്ടെന്നത് രഹസ്യമല്ല. കാരണം, ഓരോ ഫോട്ടോണും ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ മാത്രമേ തട്ടിയെടുക്കുകയുള്ളൂ, എന്നിരുന്നാലും ഒരു പ്രകാശകണത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകളെ തട്ടിയെടുക്കാൻ മതിയാകും. ഒരു പുതിയ പഠനത്തിൽ, MIT ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഈ അടിസ്ഥാനപരമായ പരിമിതിയെ മറികടക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് കാണിക്കുന്നു, ഇത് സിലിക്കൺ സോളാർ സെല്ലുകൾക്ക് വളരെ ഉയർന്ന ദക്ഷതയോടെ വഴിയൊരുക്കുന്നു.

രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകളെ തട്ടിമാറ്റാനുള്ള ഫോട്ടോണിൻ്റെ കഴിവ് ഏകദേശം 50 വർഷം മുമ്പ് സൈദ്ധാന്തികമായി ന്യായീകരിക്കപ്പെട്ടു. എന്നാൽ ആദ്യത്തെ വിജയകരമായ പരീക്ഷണങ്ങൾ 6 വർഷം മുമ്പ് പുനർനിർമ്മിച്ചു. തുടർന്ന്, ജൈവ വസ്തുക്കളിൽ നിർമ്മിച്ച സോളാർ സെൽ പരീക്ഷണമായി ഉപയോഗിച്ചു. കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും സമൃദ്ധവുമായ സിലിക്കണിലേക്ക് നീങ്ങാൻ ഇത് പ്രലോഭിപ്പിക്കുന്നതാണ്, ഇത് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഇപ്പോൾ ഒരു വലിയ പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ നേടിയെടുക്കാൻ കഴിഞ്ഞു.

അവസാന സമയത്ത് എക്സ്പെരിമെന്റ ഒരു സിലിക്കൺ സോളാർ സെൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൽ വിജയിച്ചു, അതിൻ്റെ സൈദ്ധാന്തിക കാര്യക്ഷമത പരിധി 29,1% ൽ നിന്ന് 35% ആയി ഉയർത്തി, ഇത് പരിധിയല്ല. നിർഭാഗ്യവശാൽ, ഇതിനായി, സോളാർ സെൽ മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളാൽ സംയോജിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്, അതിനാൽ ഈ സാഹചര്യത്തിൽ മോണോലിത്തിക്ക് സിലിക്കൺ ഉപയോഗിച്ച് അത് അസാധ്യമാണ്. കൂട്ടിയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, സോളാർ സെൽ ഓർഗാനിക് മെറ്റീരിയൽ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഒരു സാൻഡ്വിച്ച് ആണ്. ടെട്രാസീൻ ഒരു ഉപരിതല ഫിലിമിൻ്റെ രൂപത്തിൽ, ഹാഫ്നിയം ഓക്സിനൈട്രൈഡിൻ്റെ ഏറ്റവും നേർത്ത (പല ആറ്റങ്ങൾ) ഫിലിം, വാസ്തവത്തിൽ, ഒരു സിലിക്കൺ വേഫർ.

ടെട്രാസീൻ പാളി ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ഫോട്ടോണിനെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും അതിൻ്റെ ഊർജ്ജത്തെ പാളിയിലെ രണ്ട് വഴിതെറ്റിയ ആവേശങ്ങളാക്കി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇവയാണ് ക്വാസിപാർട്ടിക്കിളുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നത് excitons. സിംഗിൾ എക്‌സിറ്റോൺ ഫിഷൻ എന്നാണ് വേർതിരിക്കൽ പ്രക്രിയ അറിയപ്പെടുന്നത്. ഏകദേശ കണക്കിൽ, എക്‌സിറ്റോണുകൾ ഇലക്‌ട്രോണുകളെപ്പോലെയാണ് പെരുമാറുന്നത്, ഈ ഉദ്വേഗങ്ങൾ വൈദ്യുത പ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഈ ആവേശങ്ങളെ സിലിക്കണിലേക്കും അതിനപ്പുറത്തിലേക്കും എങ്ങനെ കൈമാറാം എന്നതാണ് ചോദ്യം.

ഹാഫ്നിയം ഓക്സിനൈട്രൈഡിൻ്റെ ഒരു നേർത്ത പാളി ഉപരിതല ടെട്രാസീൻ ഫിലിമിനും സിലിക്കണിനും ഇടയിലുള്ള ഒരുതരം പാലമായി മാറി. ഈ ലെയറിലെ പ്രക്രിയകളും സിലിക്കണിലെ ഉപരിതല ഇഫക്റ്റുകളും എക്സിറ്റോണുകളെ ഇലക്ട്രോണുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് എല്ലാം പതിവുപോലെ നടക്കുന്നു. ഇത് നീല, പച്ച സ്പെക്ട്രയിലെ സോളാർ സെല്ലിൻ്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് കാണിക്കാൻ പരീക്ഷണത്തിന് കഴിഞ്ഞു. ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, സിലിക്കൺ സോളാർ സെല്ലിൻ്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പരിധി ഇതല്ല. എന്നാൽ അവതരിപ്പിച്ച സാങ്കേതികവിദ്യ പോലും വാണിജ്യവത്കരിക്കപ്പെടാൻ വർഷങ്ങളെടുക്കും.

അവലംബം: 3dnews.ru