जहां तक तत्व जाते हैं, जब यह पृथ्वी पर बहुतायत में आता है तो सिलिकॉन केवल ऑक्सीजन के बाद दूसरे स्थान पर है। एक अर्धचालक के रूप में इसके और इसके गुणों के लिए यह लंबे समय से इलेक्ट्रॉनिक्स की रीढ़ है। सामग्री कंप्यूटर चिप्स से रेडियो तक सब कुछ में है। यह नाम है, आखिरकार, कैलिफोर्निया में सिलिकॉन वैली में आधुनिक तकनीक उद्योग के केंद्र का।
सनी टेक कैपिटल की बात करें तो सिलिकॉन सोलर पैनल में इस्तेमाल होने वाला प्राथमिक तत्व है। न्यू जर्सी की बेल टेलीफोन कंपनी के तीन वैज्ञानिकों ने 1950 के दशक में आने वाली बिजली के 6 प्रतिशत को परिवर्तित करने की क्षमता के साथ, बहुत पहले सिलिकॉन सौर सेल- व्यावहारिक माना जाने वाला पहला सौर सेल का पेटेंट कराया। तब से अब तक सौर बाजार में सामग्री का बोलबाला है। आज, दुनिया भर में उत्पादित 90 प्रतिशत से अधिक पैनल क्रिस्टलीय सिलिकॉन पीवी पैनल हैं।
सौर स्थान में कम प्रतिस्पर्धा के साथ सिलिकॉन ने इतना दर्जा और बाजार प्रभाव अर्जित किया है, कि कुछ लोग जानते हैं कि सौर के लिए अन्य विकल्प हैं।
पेरोसाइट्स, या क्रिस्टलीय संरचनाएं, एक नए प्रकार के सौर सेल हैं, जो मिथाइलमोनियम लीड आयोडाइड जैसे सामान्य तत्वों से बने होते हैं। Perovskites निर्माण करना आसान है, और सिलिकॉन कोशिकाओं की तुलना में अधिक दर पर बिजली में सूर्य के प्रकाश को परिवर्तित करने की क्षमता है। चुनौती यह है कि perovskites बेहद नाजुक हैं।
हालांकि, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिक प्रकृति से संकेत ले रहे हैं। पेरोवोसाइट्स को अधिक टिकाऊ बनाने के लिए, उन्होंने एक मक्खी की आंख की लचीली संरचना को देखा है।
एक मक्खी की यौगिक आंख सुरक्षा के लिए एक कार्बनिक प्रोटीन "पाड़" के साथ परिरक्षित सैकड़ों हेक्सागोनल खंडों वाली आंखों से युक्त होती है। आँखें एक मधुकोश की आकृति में व्यवस्थित होती हैं, और जब कोई विफल होता है, तो अन्य अभी भी कार्य करते हैं। संपूर्ण अंग एक अतिरेक और स्थायित्व प्रदर्शित करता है जो शोधकर्ताओं को सौर पैनलों में फिर से बनाने की उम्मीद है।
शोधकर्ताओं ने फ्रैक्चर परीक्षण के माध्यम से पेरोसाइट से भरे मचानों को रखा। (डॉककार्ड लैब / स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी) रेनहोल्ड डॉककार्ड और उनकी सामग्री विज्ञान इंजीनियरिंग समूह ने मानक फोटोरेसिस्ट, या प्रकाश-संवेदनशील, सामग्री से सिर्फ 500 माइक्रोन चौड़ा एक छत्ते के आकार का मचान बनाया है। प्रकृति से एक और उदाहरण उधार लेने के लिए, जैसे एक मधुमक्खी एक छत्ते का निर्माण करती है, और फिर उसे शहद से भर देती है, वैज्ञानिक इस सुरक्षात्मक संरचना का निर्माण करते हैं और फिर उसके अंदर पर्कोवसाइट बनाते हैं। वे मचान के भीतर तत्वों का एक समाधान स्पिन करते हैं, गर्मी जोड़ते हैं और इसे देखने के लिए क्रिस्टोलाइज करते हैं ताकि वे पर्कोव्इट संरचना और उसके फोटोवोल्टिक गुणों को प्राप्त कर सकें। वैज्ञानिक फिर इसे सील करने के लिए एक सौर इलेक्ट्रोड के साथ सौर सेल को कोट करते हैं और ऊर्जा पर कब्जा करने की क्षमता रखते हैं।
एक प्रारंभिक प्रयोगशाला परीक्षण में , डॉककार्ड की सौर कोशिकाएं, जो बालों के छह किस्में जितनी चौड़ी होती हैं, उनकी संरचना और कार्यक्षमता को बनाए रखती हैं। छह सप्ताह तक उच्च तापमान और आर्द्रता (185 डिग्री फ़ारेनहाइट और 85 प्रतिशत सापेक्ष आर्द्रता) के संपर्क में आने पर, कोशिकाओं ने लगातार स्तरों पर बिजली का उत्पादन जारी रखा। Perovskites के आसपास मचान उनके बिजली के उत्पादन से या तो रोक नहीं था।
यह खेल बदलने वाली सिद्धि है। इस नवाचार से पहले, शोधकर्ताओं के लिए फोटोवोल्टिक पेरोसाइट कोशिकाओं में हेरफेर और निर्माण करना बहुत मुश्किल था, उन्हें पर्यावरण में जीवित रहने के लिए अकेले जाने दें।
"जब मैंने कार्बनिक फोटोवोल्टिक्स की शुरुआत में वार्ता दी, तो मैं कहूंगा, 'अगर आप इन सामग्रियों पर सांस लेते हैं तो वे विफल हो जाएंगे।' पेरोसाइट्स के मामले में, मैं कहता हूं 'यदि आप उन्हें देखते हैं तो वे विफल हो जाएंगे, ' ' एनर्जी एंड एनवायरनमेंटल साइंस में प्रकाशित नए अध्ययन के प्रमुख अन्वेषक डॉकर्ड ने मजाक किया।
ग्लास की तुलना में Perovskites 100 गुना अधिक भंगुर हो सकता है। लेकिन इसका उपयोग करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले मचान के साथ, सेल का यांत्रिक स्थायित्व 30 के एक कारक से बढ़ जाता है। यह सेल में रासायनिक और यांत्रिक स्थिरता दोनों को जोड़ता है, ताकि शोधकर्ता इसे तोड़ने के बिना इसे छू सकें, और इसे कम तापमान के साथ उच्च तापमान पर उजागर करें। गिरावट।
जब नीचे से प्रकाशित किया जाता है, तो हेक्सागोनल मचान सिल्वर इलेक्ट्रोड द्वारा लेपित सौर सेल के क्षेत्रों में दिखाई देते हैं। (डॉककार्ड लैब / स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी) टोक्यो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने सबसे पहले 2009 में सिलिकॉन फोटोवोल्टिक सेल के विकल्प के रूप में पर्कोवित फोटोवोल्टिक सेल का पता लगाया और दुनिया भर के शोधकर्ता मैदान में कूद गए। Perovskite सौर कोशिकाओं निश्चित रूप से उनके फायदे हैं। सिलिकॉन कोशिकाओं के विपरीत, जिसे शुद्ध और क्रिस्टलीकृत करने के लिए उच्च तापमान प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है, पेरोसाइट सौर कोशिकाओं का निर्माण अपेक्षाकृत सरल होता है।
"यह पेरोसाइट अनुसंधान के एक संप्रदाय में एक सफलता है, क्योंकि यह उन समस्याओं को हल कर रहा है जो शुरुआती चरण की अवधारणाएं व्यावसायीकरण के मार्ग पर हैं, " डिक कोन कहते हैं, जो कि आर्गन-नॉर्थवेस्टर्न सोलर एनर्जी रिसर्च सेंटर (ANSER) में संचालन और आउटरीच के निदेशक हैं। उस ने कहा, वह स्वीकार करता है कि विकास सार्वभौमिक रूप से सभी पर्कोसाइट सौर सेल अनुसंधान के लिए लागू नहीं है। ऐसे कई तरीके हैं जिससे पेरोसाइट सोलर सेल बनाए जा सकते हैं और प्रत्येक लैब का अपना फोकस होता है।
चूंकि क्रिस्टलीय संरचनाएं विभिन्न तत्वों से बनाई जा सकती हैं, इसलिए कई सौंदर्य संभावनाएं भी हैं। सौर कोशिकाओं को प्रकाश में आने वाली खिड़कियों, कार में सबसे ऊपर या अन्य सतहों में पहना जा सकता है। कुछ कंपनियां सेल को प्रिंट भी कर रही हैं।
सह संदिग्ध perovskite सौर कोशिकाओं शुरू में आला बाजारों को प्रभावित करेगा।
वे कहते हैं, "मैं उन्हें आईपैड कीबोर्ड चार्जर पर बेची जा सकती थी, इमारतों में और शायद ऑटोमोबाइल पर, जैसे कार के घुमावदार हुड पर, " वह कहते हैं। "लेकिन यह कल्पना करना मुश्किल है कि एक [प्रोटोटाइप] पेरोविसाइट सोलर सेल एक थंबनेल के आकार का है, जो बड़े और व्यापक रूप से तैनात है, खासकर जब सिलिकॉन सोलर फैक्ट्रियां छोटे देशों को कवर करने के लिए पर्याप्त मॉड्यूल पंप कर रही हैं।"
बहरहाल, दक्षता और स्थायित्व में सुधार के साथ, शोधकर्ताओं ने कई वातावरण में बिजली का उत्पादन करने के लिए एक सेल तैयार करने के लिए अपने रास्ते पर हैं। शोधकर्ताओं ने एक अनंतिम पेटेंट के लिए आवेदन किया है।
नए सौर सेल में, एक हेक्सागोनल मचान (ग्रे) का उपयोग मैकेनिकल और रासायनिक स्थिरता प्रदान करने के लिए माइक्रोकेल्स में पर्कोव्साइट (काले) को विभाजित करने के लिए किया जाता है। (डॉककार्ड लैब / स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी) Dauskardt के परीक्षण में, कोशिकाओं ने 15 प्रतिशत दक्षता दर हासिल की, जो 2009 में पहले परीक्षण की तुलना में बहुत अधिक है, जिसने 4 प्रतिशत प्रकाश को बिजली में बदल दिया। सिलिकॉन पैनल की दक्षता दर लगभग 25 प्रतिशत बाकी है, और प्रयोगशाला में, पेरोवोसाइट्स ने 20 प्रतिशत से ऊपर हासिल किया है। शोधकर्ताओं ने लगभग 30 प्रतिशत फोटोवोल्टिक पेर्कोवेट्स की सैद्धांतिक दक्षता क्षमता का अनुमान लगाया है।
Dauskardt को लगता है कि उनकी टीम मचान पर सुधार करने में सक्षम हो सकती है, मूल रूप से सेल की दक्षता बढ़ाने के लिए सस्ते, आसानी से उपलब्ध सामग्री के साथ बनाया गया है।
“हम इतने हैरान थे कि हम आसानी से एक जैसा बना सकते थे। अब सवाल यह है कि क्या बेहतर मचान हैं जिनका हम उपयोग कर सकते हैं? हम मचान दीवार पर पड़ने वाले प्रकाश को कैसे हटा सकते हैं? वह और उनके सहयोगियों ने प्रकाश-कण-प्रकीर्णन सामग्री के साथ प्रयोग करने की योजना बनाई है।
सस्ते निर्माण की क्षमता के साथ, अपेक्षाकृत त्वरित व्यावसायीकरण (अगले तीन से पांच वर्षों के भीतर डॉककार्ड अनुमान), और आश्चर्यजनक रूप से विविध अनुप्रयोगों, पर्कोव्इट सौर सेल 2020 के अगले महान सौर पैनल और उससे आगे के लिए बस बना सकता है।
इसलिए जब वह मक्खी आपके कान में गूंज रही हो, तो उस प्रकृति को, उसके सभी रूपों में, आराम करने का आश्वासन दें।
