सौर पैनल प्रौद्योगिकी में प्रगति

जलवायु परिवर्तन के खिलाफ लड़ाई तेज हो सकती है, लेकिन ऐसा लगता है कि हरित ऊर्जा सिलिकॉन सौर सेल अपनी सीमा तक पहुंच रहे हैं।अभी रूपांतरण करने का सबसे सीधा तरीका सौर पैनलों के साथ है, लेकिन ऐसे अन्य कारण भी हैं जिनकी वजह से वे अक्षय ऊर्जा की बड़ी आशा हैं।

उनका प्रमुख घटक, सिलिकॉन, ऑक्सीजन के बाद पृथ्वी पर दूसरा सबसे प्रचुर मात्रा में पदार्थ है।चूंकि घरों, कारखानों, वाणिज्यिक भवनों, जहाजों, सड़क वाहनों पर - जहां बिजली की आवश्यकता होती है, वहां पैनल लगाए जा सकते हैं - परिदृश्य में बिजली संचारित करने की कम आवश्यकता होती है;और बड़े पैमाने पर उत्पादन का मतलब है कि सौर पैनल अब इतने सस्ते हैं कि उनका उपयोग करने का अर्थशास्त्र निर्विवाद होता जा रहा है।

अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी की 2020 ऊर्जा दृष्टिकोण रिपोर्ट के अनुसार, कुछ स्थानों पर सौर पैनल इतिहास में सबसे सस्ती व्यावसायिक बिजली का उत्पादन कर रहे हैं।

यहां तक ​​​​कि पारंपरिक बग-भालू "अंधेरा या बादल होने पर क्या होगा?"भंडारण प्रौद्योगिकी में परिवर्तनकारी प्रगति के कारण कम समस्याग्रस्त होता जा रहा है।

सौर की सीमा से आगे बढ़ रहा है

यदि आप "लेकिन" की अपेक्षा कर रहे हैं, तो यह है: लेकिन भौतिकी के कुछ असुविधाजनक नियमों के कारण सिलिकॉन सौर पैनल अपनी दक्षता की व्यावहारिक सीमा तक पहुंच रहे हैं।वाणिज्यिक सिलिकॉन सौर सेल अब केवल लगभग 20 प्रतिशत कुशल हैं (हालांकि प्रयोगशाला वातावरण में 28 प्रतिशत तक। उनकी व्यावहारिक सीमा 30 प्रतिशत है, जिसका अर्थ है कि वे कभी भी सूर्य की प्राप्त ऊर्जा का लगभग एक तिहाई बिजली में परिवर्तित कर सकते हैं)।

फिर भी, एक सौर पैनल अपने निर्माण में उपयोग किए जाने की तुलना में अपने जीवनकाल में कई गुना अधिक उत्सर्जन-मुक्त ऊर्जा का उत्पादन करेगा।

एक सिलिकॉन/पेरोव्स्काइट सौर सेल

पेरोव्स्काइट: अक्षय ऊर्जा का भविष्य

सिलिकॉन की तरह, यह क्रिस्टलीय पदार्थ फोटोएक्टिव होता है, जिसका अर्थ है कि जब यह प्रकाश से टकराता है, तो इसकी संरचना में इलेक्ट्रॉन अपने परमाणुओं से अलग होने के लिए पर्याप्त उत्तेजित हो जाते हैं (इलेक्ट्रॉनों का यह मुक्त होना बैटरी से लेकर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों तक सभी बिजली उत्पादन का आधार है) .यह देखते हुए कि बिजली प्रभाव में है, इलेक्ट्रॉनों की एक शंकु रेखा, जब सिलिकॉन या पेरोसाइट से ढीले इलेक्ट्रॉनों को एक तार में प्रवाहित किया जाता है, तो बिजली का परिणाम होता है।

पेरोव्स्काइट नमक के घोल का एक सरल मिश्रण है जिसे इसके फोटोएक्टिव गुणों को स्थापित करने के लिए 100 और 200 डिग्री के बीच गर्म किया जाता है।

स्याही की तरह, इसे सतहों पर मुद्रित किया जा सकता है, और यह इस तरह से मोड़ने योग्य है कि कठोर सिलिकॉन नहीं है।सिलिकॉन की तुलना में 500 गुना कम मोटाई में उपयोग किए जाने के कारण, यह सुपर-लाइट भी है और अर्ध-पारदर्शी हो सकता है।इसका मतलब यह है कि इसे फोन और खिड़कियों की तरह सभी प्रकार की सतहों पर लागू किया जा सकता है।हालांकि असली उत्साह पेरोसाइट की ऊर्जा उत्पादन क्षमता के आसपास है।

पेरोव्स्काइट की सबसे बड़ी चुनौती पर काबू पाना - बिगड़ना

2009 में पहले पेरोव्स्काइट उपकरणों ने केवल 3.8 प्रतिशत सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित किया।2020 तक, दक्षता 25.5 प्रतिशत थी, जो सिलिकॉन के 27.6 प्रतिशत के प्रयोगशाला रिकॉर्ड के करीब थी।ऐसी संभावना है कि इसकी दक्षता जल्द ही 30 प्रतिशत तक पहुंच सकती है।

यदि आप पेरोव्स्काइट के बारे में 'लेकिन' की उम्मीद कर रहे हैं, तो ठीक है, एक युगल है।पेरोसाइट क्रिस्टलीय जाली का एक घटक सीसा है।मात्रा छोटी है, लेकिन सीसा की संभावित विषाक्तता का मतलब है कि यह एक विचार है।वास्तविक समस्या यह है कि असुरक्षित पेरोव्स्काइट आसानी से गर्मी, नमी और आर्द्रता के माध्यम से खराब हो जाता है, सिलिकॉन पैनलों के विपरीत जो नियमित रूप से 25 साल की गारंटी के साथ बेचे जाते हैं।

कम-ऊर्जा प्रकाश तरंगों से निपटने में सिलिकॉन बेहतर है, और उच्च-ऊर्जा दृश्य प्रकाश के साथ पेरोसाइट अच्छी तरह से काम करता है।पेरोव्स्काइट को प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य - लाल, हरा, नीला को अवशोषित करने के लिए भी ट्यून किया जा सकता है।सिलिकॉन और पेरोव्स्काइट के सावधानीपूर्वक संरेखण के साथ, इसका मतलब है कि प्रत्येक कोशिका अधिक प्रकाश स्पेक्ट्रम को ऊर्जा में बदल देगी।

संख्याएं प्रभावशाली हैं: एक परत 33 प्रतिशत कुशल हो सकती है;दो कोशिकाओं को ढेर करें, यह 45 प्रतिशत है;तीन परतें 51 प्रतिशत दक्षता देगी।इस प्रकार के आंकड़े, यदि उन्हें व्यावसायिक रूप से साकार किया जा सकता है, तो अक्षय ऊर्जा में क्रांतिकारी बदलाव आएगा।