சக்தியை உருவாக்க சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்துவதில் முன்னேற்றம்

ஆல்-பெரோவ்ஸ்கைட் டேன்டெம் என்ற நாவலை ஆய்வு விவரிக்கிறது சூரிய மின் சக்தியை உருவாக்க சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கு மலிவான மற்றும் மிகவும் திறமையான வழியை வழங்கும் திறன் கொண்ட செல்

புதுப்பிக்க முடியாத ஆதாரத்தின் மீது எங்கள் நம்பிக்கை ஆற்றல் நிலக்கரி, எண்ணெய், எரிவாயு போன்ற புதைபடிவ எரிபொருள்கள் மனிதகுலம் மற்றும் சுற்றுச்சூழலில் மிகப்பெரிய எதிர்மறையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளன. புதைபடிவ எரிபொருட்களை எரிப்பது கிரீன்ஹவுஸ் விளைவை அதிகரிக்கிறது மற்றும் புவி வெப்பமடைதலை ஏற்படுத்துகிறது, வாழ்விடங்களை அழிக்கிறது, காற்று, நீர் மற்றும் நிலத்தை மாசுபடுத்துகிறது மற்றும் பொது சுகாதாரத்தை பாதிக்கிறது. உதவக்கூடிய நிலையான தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்குவதற்கான அவசரத் தேவை உள்ளது சக்தி உலகம் சுத்தமான ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது. சூரிய சக்தி தொழில்நுட்பம் என்பது சூரியனின் ஒளியைப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு முறையாகும் - இது மிகுதியான புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாகும் - மற்றும் அதை மின் ஆற்றலாக அல்லது சக்தியாக மாற்றும் திறன் கொண்டது. சாதகமான காரணிகள் சூரிய மனிதர்களுக்கும் சுற்றுச்சூழலுக்கும் நன்மை பயக்கும் வகையில் ஆற்றல் பயன்பாட்டை ஊக்குவிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது சூரிய ஆற்றல்.

சிலிக்கான் தயாரிக்க பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பொருள் சூரிய செல்கள் சூரிய பேனல்கள் இன்று சந்தையில் கிடைக்கும். ஒளிமின்னழுத்த செயல்முறை சூரிய செல்கள் எந்த எரிபொருளையும் பயன்படுத்தாமல் சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றும். சிலிக்கானின் வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்திறன் சூரிய உற்பத்தி மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றங்கள் காரணமாக பல தசாப்தங்களாக பேனல்கள் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன. A இன் ஒளிமின்னழுத்த திறன் சூரிய செல் என்பது சூரிய ஒளியின் வடிவில் இருக்கும் ஆற்றலின் ஒரு பகுதியாகவும், அதை மின்சாரமாக மாற்றக்கூடியதாகவும் வரையறுக்கப்படுகிறது. ஒளிமின்னழுத்த செயல்திறன் மற்றும் ஒட்டுமொத்த செலவுகள் இரண்டு முக்கிய கட்டுப்படுத்தும் காரணிகள் சூரிய இன்று பேனல்கள்.

சிலிக்கான் தவிர சூரிய செல்கள், டேன்டெம் சூரிய சூரியனின் நிறமாலையின் ஒவ்வொரு பகுதிக்கும் உகந்ததாக இருக்கும் குறிப்பிட்ட செல்கள் பயன்படுத்தப்படும் செல்களும் கிடைக்கின்றன. பெரோவ்ஸ்கைட்ஸ் எனப்படும் ஒரு பொருள், சூரிய ஒளியில் இருந்து அதிக ஆற்றல் கொண்ட நீல ஃபோட்டான்களை உறிஞ்சுவதில் சிலிக்கானை விட சிறந்ததாக கருதப்படுகிறது, அதாவது சூரியனின் நிறமாலையின் மற்றொரு பகுதி. பெரோவ்ஸ்கைட்டுகள் பாலிகிரிஸ்டலின் பொருள் (பொதுவாக மெத்திலாமோனியம் லெட் ட்ரைஹலைடு (CH3NH3PbX3, X என்பது அயோடின், புரோமின் அல்லது குளோரின் அணு) ஆகும். பெரோவ்ஸ்கைட்டுகள் சூரிய ஒளியை உறிஞ்சும் அடுக்குகளாக செயலாக்க எளிதானது. முந்தைய ஆய்வுகள் சிலிக்கான் மற்றும் பெரோவ்ஸ்கைட்டுகளை சூரிய மின்கலங்களில் இணைத்துள்ளன, அதாவது சிலிக்கான் செல்கள் பெரோவ்ஸ்கைட் செல்களுடன் மஞ்சள், சிவப்பு மற்றும் அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு ஃபோட்டான்களை உறிஞ்சக்கூடிய மேல், இதனால் ஆற்றல் உற்பத்தி கிட்டத்தட்ட இரட்டிப்பாகிறது.

இல் வெளியிடப்பட்ட புதிய ஆய்வில் அறிவியல் மே 3 அன்று, ஆராய்ச்சியாளர்கள் முதன்முறையாக அனைத்து பெரோவ்ஸ்கைட்கள் இணைந்த சூரிய மின்கலங்களை உருவாக்கியுள்ளனர், அவை 25 சதவிகிதம் வரை செயல்திறனைக் கொடுக்கும். இந்தப் பொருள் லீட்-டின் கலந்த குறைந்த-பேண்ட் இடைவெளி பெரோவ்ஸ்கைட் படம் ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; ஃபார்மிடினியத்திற்கான FA மற்றும் மெத்திலாமோனியத்திற்கு MA). காற்றில் இருந்து ஆக்சிஜனுடன் வினைபுரியும் தகரம், படிக லட்டியில் குறைபாடுகளை உருவாக்குகிறது, இது மின் கட்டணத்தின் இயக்கத்தை சீர்குலைக்கும். சூரிய செல் அதன் மூலம் செல்லின் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. பெரோவ்ஸ்கைட்டில் உள்ள தகரம் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிவதைத் தடுக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு வழியைக் கண்டுபிடித்தனர். லெட்-டின் கலந்த லோ-பேண்ட் இடைவெளி பெரோவ்ஸ்கைட் படங்களின் கட்டமைப்பு மற்றும் ஒளியியல் பண்புகளை கணிசமாக மேம்படுத்த குவானிடினியம் தியோசயனேட் எனப்படும் இரசாயன கலவையை அவர்கள் பயன்படுத்தினர். குவானிடினியம் தியோசயனேட் என்ற கலவை பெரோவ்ஸ்கைட் படிகங்களை பூசுகிறது சூரிய உறிஞ்சும் படலம் இதனால் ஆக்சிஜன் உள்ளே சென்று தகரத்துடன் வினைபுரிவதை தடுக்கிறது. இது நேரடியாக சூரிய மின்கலத்தின் செயல்திறனை 18 முதல் 20 சதவீதம் வரை அதிகரிக்கிறது. மேலும், இந்த புதிய பொருள் வழக்கமாகப் பயன்படுத்தப்படும் உயர்-உறிஞ்சும் மேல் பெரோவ்ஸ்கைட் அடுக்குடன் இணைந்தபோது, ​​செயல்திறன் மேலும் 25 சதவீதமாக அதிகரித்தது.

தற்போதைய ஆய்வு, அனைத்து பெரோவ்ஸ்கைட் மெல்லிய படலங்களையும் பயன்படுத்தி முதல் முறையாக சூரிய மின்கலங்களின் வடிவமைப்பை விவரிக்கிறது, மேலும் இந்த தொழில்நுட்பம் ஒரு நாள் சூரிய மின்கலங்களில் சிலிக்கானை மாற்றும். புதிய பொருள் உயர்தரமானது, மலிவானது மற்றும் சிலிக்கான் மற்றும் சிலிக்கான்-பெரோவ்ஸ்கைட்ஸ் டேன்டெம் செல்களுடன் ஒப்பிடும்போது செலவு குறைவாக இருக்கும் அதே வேளையில் அதன் உருவாக்கம் எளிமையானது. சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடும்போது பெரோவ்ஸ்கைட்டுகள் மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட பொருள் மற்றும் பெரோவ்ஸ்கைட் அடிப்படையிலான சோலார் பேனல்கள் நெகிழ்வானவை, இலகுரக மற்றும் அரை-வெளிப்படையானவை. தற்போதைய பொருள் சிலிக்கான்-பெரோவ்ஸ்கைட் தொழில்நுட்பத்தின் செயல்திறனை மிஞ்ச சிறிது நேரம் எடுக்கும். இருப்பினும், பெரோவ்ஸ்கைட்-அடிப்படையிலான பாலிகிரிஸ்டலின் படங்கள் மற்ற காரணிகளைத் தடையின்றி வைத்து 30 சதவிகிதம் வரை செயல்திறனை வழங்கக்கூடிய டேன்டெம் சோலார் செல்களை வடிவமைக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. சுற்றுச்சூழலில் ஏற்படும் பாதிப்பைக் குறைக்க, பொருளை உறுதியானதாகவும், நிலையானதாகவும், மறுசுழற்சி செய்யக்கூடியதாகவும் மாற்ற கூடுதல் ஆய்வுகள் தேவை. சூரிய ஆற்றல் துறை வேகமாக வளர்ந்து வரும் துறைகளில் ஒன்றாகும், மேலும் தூய்மையான ஆற்றலுக்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்றீட்டைக் கண்டுபிடிப்பதே இறுதி இலக்காகும்.

***

{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}

ஆதாரம் (ங்கள்)

டோங் ஜே. மற்றும் பலர். 2019 கேரியர் ஆயுட்காலம் >1 μs Sn-Pb பெரோவ்ஸ்கைட்கள் திறமையான ஆல்-பெரோவ்ஸ்கைட் டேன்டெம் சோலார் செல்களை செயல்படுத்துகிறது. அறிவியல், 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911