सौर पैनल अभी कुछ समय के लिए आसपास रहे हैं, लेकिन वे जिन सामग्रियों से बने हैं, वे उन्हें सूर्य की ऊर्जा के लगभग एक चौथाई से अधिक उपयोग करने योग्य बिजली में परिवर्तित करने में असमर्थ बनाते हैं। एमआईटी गणना के अनुसार, सनी एरिज़ोना में एक औसत घर को अभी भी अपनी दैनिक ऊर्जा की जरूरतों को पूरा करने के लिए लगभग 574 वर्ग फुट सौर पैनलों (लगभग 15 प्रतिशत दक्षता) की आवश्यकता है। मिर्च और ग्रे-सर्दियों वाले वर्मोंट में, उसी घर को 861 वर्ग फुट की आवश्यकता होगी। यह बहुत सारी पैनलिंग है।
यही कारण है कि एमआईटी शोधकर्ता धूप को परिवर्तित करने के लिए एक पूरी तरह से नई प्रक्रिया के साथ प्रयोग कर रहे हैं - एक जो दक्षता बढ़ाने के लिए अत्यंत उच्च तापमान का लाभ उठाता है। यदि यह बड़े पैमाने पर काम करता है, तो हम आने वाले वर्षों में बेतहाशा अधिक कुशल सौर पैनलों को देख सकते हैं, संभवतः सौर ऊर्जा के लिए खेल को बदल सकते हैं।
"हमारे शोध के साथ, हम फोटोवोल्टिक ऊर्जा रूपांतरण की मूलभूत सीमाओं को संबोधित करने की कोशिश कर रहे हैं, " डेविड बायमैन कहते हैं, इस परियोजना में अग्रणी शोधकर्ताओं में से एक।
प्रौद्योगिकी सूर्य के प्रकाश को गर्मी में बदल देती है, फिर गर्मी को वापस प्रकाश में परिवर्तित कर देती है। इस प्रक्रिया में ठोस ब्लैक कार्बन नैनोट्यूब की एक अवशोषित परत के साथ "अवशोषक-एमिटर" नामक एक प्रकार के प्रकाश सांद्रण का उपयोग किया जाता है, जो सूरज की रोशनी को गर्मी में बदल देता है। जब तापमान 1, 000 डिग्री सेल्सियस या इतने पर (कई ज्वालामुखियों से लावा के रूप में गर्म होता है, तो बस आपको एक विचार देने के लिए), एक उत्सर्जक परत, जो फोटोनिक क्रिस्टल से बनी होती है, ऊर्जा को उस तरह के प्रकाश के रूप में वापस भेजती है जिसका उपयोग सौर सेल कर सकता है।
एक ऑप्टिकल फ़िल्टर उन सभी प्रकाश कणों को दूर करता है जिनका उपयोग नहीं किया जा सकता है, एक प्रक्रिया जिसे "फोटोन रीसाइक्लिंग" कहा जाता है। यह नाटकीय रूप से दक्षता बढ़ाता है, जिससे कोशिकाओं को वर्तमान मानक के मुकाबले दोगुना कुशल बनाया जाता है।
उपयुक्त रूप से, प्रौद्योगिकी का नाम "गर्म सौर कोशिकाओं" रखा गया है। हाल ही में कोशिकाओं को एमआईटी प्रौद्योगिकी समीक्षा 2017 की 10 ब्रेकथ्रू टेक्नोलॉजीज में से एक का नाम दिया गया था। प्रकाशन के संपादकों ने 2002 के बाद से प्रतिवर्ष इस सूची को संकलित किया है। एमआईटी टेक्नोलॉजी रिव्यू के अनुसार, मस्तिष्क प्रत्यारोपण से लेकर सेल्फ-ड्राइविंग ट्रकों तक, 360 डिग्री सेल्फी लेने में सक्षम कैमरों तक, "अर्थव्यवस्था और हमारी राजनीति को प्रभावित करेगा, चिकित्सा को बेहतर बनाएगा या हमारी संस्कृति को प्रभावित करेगा"। संपादकों का कहना है, "कुछ अब सामने आ रहे हैं; कुछ को विकसित होने में एक दशक या अधिक समय लगेगा। "लेकिन आपको उन सभी के बारे में अभी पता होना चाहिए।"
ब्लैक कार्बन नैनोट्यूब पैनल के अवशोषक-एमिटर परत को बनाते हैं। (एमआईटी) प्रौद्योगिकी बहुत ही बुनियादी स्तर पर मानक सौर कोशिकाओं से बेहतर है। मानक कोशिकाओं की अर्धचालक सामग्री, जो लगभग हमेशा सिलिकॉन होती है, आमतौर पर केवल वायलेट से लाल स्पेक्ट्रम तक प्रकाश को पकड़ती है। इसका मतलब यह है कि सूर्य के प्रकाश के बाकी स्पेक्ट्रम खो गए हैं। इस मूलभूत समस्या के कारण, सौर सेल केवल सूर्य के प्रकाश की एक तिहाई ऊर्जा को बिजली में बदल सकते हैं। यह ऊपरी सीमा, एक सौर सेल की अधिकतम सैद्धांतिक दक्षता, शॉक्ले-क्विसर सीमा कहलाती है। घर के उपयोग के लिए बने सौर पैनल आमतौर पर शॉक्ले-क्वीसर की सीमा से बहुत कम परिवर्तित होते हैं, क्योंकि सबसे कुशल सामग्री अभी भी बहुत महंगी हैं। लेकिन गर्म सौर कोशिकाओं के साथ, 50 से अधिक वर्षों के लिए जगह में यह सीमा, इतिहास हो सकती है।
इस बिंदु पर, शोधकर्ताओं के पास केवल एक प्रोटोटाइप है। बाजार में इन गर्म सौर कोशिकाओं को देखने से पहले यह एक दशक या उससे अधिक हो सकता है। अभी, सामग्री इतनी महंगी है कि व्यावसायिक उपयोग के लिए आवश्यक आकार के पैनलों में कोशिकाओं को चालू करना मुश्किल होगा।
"बरमन कहते हैं, " हमें डिवाइस को स्केलिंग-अप करने से संबंधित मुद्दों की एक पूरी श्रृंखला को हल करने की आवश्यकता होगी जो वास्तव में लोगों और उनकी समस्याओं के लिए उपयोगी समाधान पैदा करते हैं। "
बायमैन, और प्रोजेक्ट पर उनके सहयोगी, लेडी लेनरट, इवान सेलानोविक, मारिन सॉलजेनिक, वॉकर चैन और एवलिन एन। वैंग, आशावादी हैं कि वे इन सीमाओं को पार कर सकते हैं। वे यह भी पता लगाने की उम्मीद करते हैं कि बाद में उपयोग के लिए अतिरिक्त गर्मी कैसे स्टोर करें। इसका मतलब सर्दियों के दिनों के बादलों के स्वच्छ ऊर्जा पर हो सकता है। वर्मोंट में भी।
