MIT ના વૈજ્ઞાનિકોએ હાલના સિલિકોનને સંવેદનશીલ બનાવ્યું છે સૌર સિંગલ એક્સિટન ફિશન પદ્ધતિ દ્વારા કોષો. આની કાર્યક્ષમતા વધારી શકે છે સૌર કોષો 18 ટકાથી 35 ટકા જેટલું ઊંચું છે આમ ઉર્જાનું ઉત્પાદન બમણું કરે છે, જેનાથી સૌર ટેકનોલોજીના ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે.
અશ્મિભૂત ઇંધણ પરની આપણી નિર્ભરતા ઘટાડવી અને ટકાઉ ભવિષ્ય માટે ટેક્નોલોજીનું નિર્માણ કરવું અનિવાર્ય બની રહ્યું છે. સૌર શક્તિ નો નવીનીકરણીય સ્ત્રોત છે ઊર્જા જ્યાં સૂર્યનું પ્રકાશ વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. સૌર કોષો મોટેભાગે સિલિકોનથી બનેલા હોય છે જે રૂપાંતર કરવા માટે ફોટોવોલ્ટેઇક પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરે છે સૂર્યપ્રકાશ વીજળી માં. ટેન્ડમ કોશિકાઓ પણ ડિઝાઇન કરવામાં આવી રહી છે જેમાં સામાન્ય રીતે પેરોવસ્કાઇટ્સ કોષોનો સમાવેશ થાય છે જ્યાં દરેક વિભાગ સૌર કોષો ઉપયોગ કરી શકે છે સૂર્યનું તેના વૈવિધ્યસભર સ્પેક્ટ્રમમાંથી ઉર્જા અને તેથી ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. આજે ઉપલબ્ધ સૌર કોષો તેમની કાર્યક્ષમતા દ્વારા મર્યાદિત છે જે માત્ર 15-22 ટકા છે.
જુલાઈ 3 ના રોજ પ્રકાશિત થયેલ એક અભ્યાસ કુદરત સિલિકોન કેવી રીતે દર્શાવ્યું છે સૌર સિંગલ એક્સિટન ફિશન નામની અસર લાગુ કરીને કોષની કાર્યક્ષમતા 35 ટકા જેટલી ઊંચી કરી શકાય છે. આ અસરમાં પ્રકાશનો એક કણ (ફોટન) માત્ર એકની વિરુદ્ધ બે ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી બનાવી શકે છે. 1970 ના દાયકામાં તેની શોધ થઈ ત્યારથી ઘણી સામગ્રીઓમાં સિંગલ એક્સિટન ફિશન જોવા મળે છે. વર્તમાન અભ્યાસનો ઉદ્દેશ્ય પ્રથમ વખત આ અસરને સધ્ધરતામાં અનુવાદિત કરવાનો છે સૌર કોષ
સંશોધકોએ ટેટ્રાસીન - એક જાણીતી સામગ્રી જે તેને પ્રદર્શિત કરે છે - સ્ફટિકીય સિલિકોનમાંથી સિંગલ એક્સિટન ફિશન અસરને સ્થાનાંતરિત કરી. આ સામગ્રી ટેટ્રાસીન એક હાઇડ્રોકાર્બન છે ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટર એક્સિટોનિક ટેટ્રાસીન લેયર અને સિલિકોન વચ્ચે હેફનીયમ ઓક્સિનાઈટ્રાઈડ (8 એંગસ્ટ્રોમ)નો વધારાનો પાતળો પડ મૂકીને ટ્રાન્સફર હાંસલ કરવામાં આવ્યું હતું. સૌર સેલ અને તેમને જોડી.
આ નાનકડા હેફનીયમ ઓક્સિનાઈટ્રાઈડ સ્તરે પુલ તરીકે કામ કર્યું અને ટેટ્રાસીન સ્તરમાં ઉચ્ચ ઉર્જાવાળા ફોટોનનું ઉત્પાદન શક્ય બનાવ્યું જેણે પછી સિલિકોન સેલમાં સામાન્ય કરતાં બે ઈલેક્ટ્રોનનું પ્રકાશન શરૂ કર્યું. સિલિકોનની આ સંવેદનશીલતા સૌર કોષે થર્મલાઇઝેશન નુકસાન ઘટાડ્યું અને પ્રકાશ પ્રત્યે વધુ સારી સંવેદનશીલતા સક્ષમ કરી. નું ઉર્જા ઉત્પાદન સૌર સ્પેક્ટ્રમના લીલા અને વાદળી ભાગોમાંથી વધુ આઉટપુટ જનરેટ થતાં કોષો બમણા થયા. આની કાર્યક્ષમતા વધારી શકે છે સૌર કોષો 35 ટકા જેટલા ઊંચા છે. ટેન્ડમ સૌર કોષોથી ટેક્નોલોજી અલગ છે કારણ કે તે વધારાના કોષો ઉમેર્યા વિના સિલિકોનમાં વધુ પ્રવાહ ઉમેરે છે.
વર્તમાન અભ્યાસમાં ઇમ્પ્રુવાઇઝ્ડ સિંગલ-ફિશન સિલિકોન સોલાર કોષો દર્શાવવામાં આવ્યા છે જે વધેલી કાર્યક્ષમતા પ્રદર્શિત કરી શકે છે અને આ રીતે સૌર ટેક્નોલોજીના એકંદર ઊર્જા ઉત્પાદન ખર્ચને ઘટાડી શકે છે.
***
{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}
સ્રોત (ઓ)
આઈન્ઝિંગર, એમ. એટ અલ. 2019. ટેટ્રાસીનમાં સિંગલ એક્સિટન ફિશન દ્વારા સિલિકોનનું સંવેદન. કુદરત. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
