எம்ஐடியின் விஞ்ஞானிகள் ஒற்றை எக்ஸிடான் பிளவு முறை மூலம் ஏற்கனவே உள்ள சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்களை உணர்திறன் செய்துள்ளனர். இது சூரிய மின்கலங்களின் செயல்திறனை 18 சதவிகிதத்திலிருந்து 35 சதவிகிதம் வரை அதிகரிக்கலாம், இதனால் ஆற்றல் வெளியீடு இரட்டிப்பாகிறது, இதனால் சூரிய தொழில்நுட்பத்தின் செலவுகள் குறையும்.
புதைபடிவ எரிபொருட்களைச் சார்ந்திருப்பதைக் குறைப்பதும், நிலையான எதிர்காலத்திற்கான தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குவதும் இன்றியமையாததாகி வருகிறது. சூரிய சக்தி புதுப்பிக்கத்தக்க ஆதாரமாக உள்ளது ஆற்றல் அங்கு சூரிய ஒளி மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. சூரிய மின்கலங்கள் சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றுவதற்கு ஒளிமின்னழுத்த செயல்முறையைப் பயன்படுத்தும் சிலிக்கானால் பொதுவாக உருவாக்கப்படுகின்றன. டேன்டெம் செல்கள் வடிவமைக்கப்படுகின்றன, இதில் பொதுவாக பெரோவ்ஸ்கைட்ஸ் செல்கள் அடங்கும், அங்கு சூரிய மின்கலங்களின் ஒவ்வொரு பகுதியும் சூரியனின் ஆற்றலை அதன் மாறுபட்ட நிறமாலையில் இருந்து பயன்படுத்த முடியும், இதனால் அதிக செயல்திறன் உள்ளது. இன்று கிடைக்கும் சூரிய மின்கலங்கள் அவற்றின் செயல்திறனால் மட்டுப்படுத்தப்பட்டவை, இது வெறும் 15-22 சதவீதம் மட்டுமே.
ஜூலை 3 இல் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வு இயற்கை சிலிக்கான் எப்படி என்பதை நிரூபித்துள்ளார் சூரிய ஒற்றை எக்ஸிடான் பிளவு எனப்படும் விளைவைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் செல் செயல்திறன் 35 சதவிகிதம் வரை உயர்த்தப்படலாம். இந்த விளைவில் ஒளியின் ஒரு துகள் (ஃபோட்டான்) ஒன்றுக்கு மாறாக இரண்டு எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடிகளை உருவாக்க முடியும். ஒற்றை எக்ஸிடான் பிளவு 1970 களில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதிலிருந்து பல பொருட்களில் காணப்படுகிறது. தற்போதைய ஆய்வு இந்த விளைவை முதல் முறையாக ஒரு சாத்தியமான சூரிய மின்கலமாக மாற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.
Researchers transferred single exciton fission effect from tetracene – a known material which exhibits it – into crystalline silicon. This material tetracene is a hydrocarbon கரிம semiconductor. The transfer was achieved by placing an additional thin layer of hafnium oxynitride (8 angstrom) between excitonic tetracene layer and silicon solar cell and coupling them.
இந்த சிறிய ஹாஃப்னியம் ஆக்சினிட்ரைடு அடுக்கு ஒரு பாலமாக செயல்பட்டு டெட்ராசீன் அடுக்கில் அதிக ஆற்றல் கொண்ட ஃபோட்டான்களின் உருவாக்கத்தை சாத்தியமாக்கியது, பின்னர் வழக்கமான ஒன்றிற்கு மாறாக சிலிக்கான் கலத்தில் இரண்டு எலக்ட்ரான்களை வெளியிடத் தூண்டியது. சிலிக்கான் சூரிய மின்கலத்தின் இந்த உணர்திறன் வெப்பமயமாக்கல் இழப்புகளைக் குறைத்தது மற்றும் ஒளிக்கு சிறந்த உணர்திறனை செயல்படுத்தியது. ஸ்பெக்ட்ரமின் பச்சை மற்றும் நீல பகுதிகளிலிருந்து அதிக வெளியீடு உருவாக்கப்பட்டதால் சூரிய மின்கலங்களின் ஆற்றல் வெளியீடு இரட்டிப்பாகிறது. இது சூரிய மின்கலங்களின் செயல்திறனை 35 சதவிகிதம் வரை அதிகரிக்கலாம். தொழில்நுட்பமானது டேன்டெம் சூரிய மின்கலங்களிலிருந்து வேறுபடுகிறது, ஏனெனில் இது கூடுதல் செல்களைச் சேர்க்காமல் சிலிக்கானுக்கு அதிக மின்னோட்டத்தைச் சேர்க்கிறது.
தற்போதைய ஆய்வு மேம்படுத்தப்பட்ட ஒற்றை-பிளவு சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்களை நிரூபித்துள்ளது, இது அதிகரித்த செயல்திறனை வெளிப்படுத்துகிறது மற்றும் இதனால் சூரிய தொழில்நுட்பத்தின் ஒட்டுமொத்த ஆற்றல் உற்பத்தி செலவைக் குறைக்கிறது.
***
{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}
ஆதாரம் (ங்கள்)
ஐஞ்சிங்கர், எம். மற்றும் பலர். 2019. டெட்ராசீனில் ஒற்றை எக்ஸிடான் பிளவு மூலம் சிலிக்கானின் உணர்திறன். இயற்கை. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
