क्वांटम डॉट्स पैनल और कार्यकुशल साबित हुए

दुनिया में सौर ऊर्जा उत्पादन की दिशा में और एक सफलता

• अब तक का सबसे कुशल सौर सेल बना

• इसकी गुणवत्ता 18 फीसद से अधिक है

• काफी लंबे समय तक निरंतर काम करेगा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः बढ़ते प्रदूषण के खतरों को कम करने के लिए अब दुनिया वैकल्पिक ऊर्जा पर अधिक ध्यान दे रही है। इसमें सौर ऊर्जा शीर्ष पर है। इसी सौर ऊर्जा के मामले में एक क्रांतिकारी सफलता मिली है। वैज्ञानिकों ने सबसे कुशल क्वांटम डॉट्स सौर कोशिकाएं बनायी है। इसे सौर ऊर्जा में एक ग्राउंडब्रेकिंग अनुसंधान सफलता माना जा रहा है।

दुनिया के सबसे कुशल क्वांटम डॉट (क्यूडी) सौर सेल के विकास को प्रेरित किया है, जो अगली पीढ़ी के सौर कोशिकाओं के व्यावसायीकरण की ओर एक महत्वपूर्ण छलांग को चिह्नित करता है। इस अत्याधुनिक क्वांटम डॉट्स समाधान और डिवाइस ने असाधारण प्रदर्शन का प्रदर्शन किया है, दीर्घकालिक भंडारण के बाद भी उनकी दक्षता को बनाए रखते हुए।

यूनिस्ट में स्कूल ऑफ एनर्जी एंड केमिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर सुंग-योन जंग के नेतृत्व में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक उपन्यास लिगैंड एक्सचेंज तकनीक का अनावरण किया है। यह अभिनव दृष्टिकोण कार्बनिक कटियन-आधारित पेरोवकाइट क्वांटम डॉट्स के संश्लेषण को सक्षम करता है, जो सौर कोशिकाओं की फोटोएक्टिव परत में आंतरिक दोषों को दबाते हुए असाधारण स्थिरता सुनिश्चित करता है।

प्रोफेसर जंग ने कहा, हमारी विकसित तकनीक ने क्यूडी सौर कोशिकाओं में 18.1 प्रतिशत दक्षता हासिल की है। यह उल्लेखनीय उपलब्धि संयुक्त राज्य अमेरिका में राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) द्वारा मान्यता प्राप्त क्वांटम डॉट सौर कोशिकाओं के बीच उच्चतम दक्षता का प्रतिनिधित्व करती है।

संबंधित क्षेत्रों में बढ़ती रुचि स्पष्ट है, पिछले साल की तरह, तीन वैज्ञानिकों ने क्वांटम डॉट्स  की खोज और विकसित किया, उन्नत नैनो प्रौद्योगिकी उत्पादों के रूप में, रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया। क्वांटम डॉट्स नैनोक्रिस्टल को अर्धचालक कर रहे हैं, जिसमें कई आयामों के साथ कई बार दसियों नैनोमीटर तक होते हैं, जो उनके कण आकार के आधार पर फोटोइलेक्ट्रिक गुणों को नियंत्रित करने में सक्षम होते हैं।

क्वांटम डॉट्स, विशेष रूप से, अपने उत्कृष्ट फोटोइलेक्ट्रिक गुणों के कारण शोधकर्ताओं से महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है। इसके अलावा, उनकी विनिर्माण प्रक्रिया में एक विलायक के लिए सरल छिड़काव या आवेदन शामिल है, जो सब्सट्रेट पर विकास प्रक्रिया की आवश्यकता को समाप्त करता है। यह सुव्यवस्थित दृष्टिकोण विभिन्न विनिर्माण वातावरण में उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादन के लिए अनुमति देता है।

हालांकि, सौर कोशिकाओं के रूप में क्यूडी का व्यावहारिक उपयोग एक ऐसी तकनीक की आवश्यकता है जो लिगैंड एक्सचेंज के माध्यम से क्यूडी के बीच की दूरी को कम करता है, एक प्रक्रिया जो एक बड़े अणु को बांधती है, जैसे कि लिगैंड रिसेप्टर, एक क्यूडी की सतह पर। ऑर्गेनिक क्वांटम डॉट्स उल्लेखनीय चुनौतियों का सामना करते हैं, जिसमें प्रतिस्थापन प्रक्रिया के दौरान उनके क्रिस्टल और सतहों में दोष शामिल हैं। नतीजतन, 16 फीसद तक की सीमित दक्षता वाले अकार्बनिक Pक्वांटम डॉट्स को मुख्य रूप से सौर कोशिकाओं के लिए सामग्री के रूप में उपयोग किया गया है।

इस अध्ययन में, अनुसंधान टीम ने उत्कृष्ट सौर उपयोग के साथ कार्बनिक पीक्यूडी के लिए प्रभावी रूप से लिगेंड को प्रतिस्थापित करते हुए एक एल्काइल अमोनियम आयोडाइड-आधारित लिगैंड एक्सचेंज रणनीति को नियोजित किया। यह सफलता उच्च प्रतिस्थापन दक्षता और नियंत्रित दोषों के साथ सौर कोशिकाओं के लिए क्यूडी की एक फोटोएक्टिव परत के निर्माण को सक्षम बनाती है।

नतीजतन, कार्बनिक पीक्यूडी की दक्षता, जो पहले मौजूदा लिगैंड प्रतिस्थापन प्रौद्योगिकी का उपयोग करके 13 फीसद तक सीमित है, को 18.1 प्रतिशत तक काफी सुधार किया गया है। इसके अलावा, ये सौर कोशिकाएं असाधारण स्थिरता प्रदर्शित करती हैं, दो वर्षों से अधिक समय तक दीर्घकालिक भंडारण के बाद भी अपने प्रदर्शन को बनाए रखते हैं।

नव-विकसित कार्बनिक क्वांटम डॉट्स सौर कोशिकाएं एक साथ उच्च दक्षता और स्थिरता दोनों को प्रदर्शित करती हैं। क्यूडी सौर कोशिकाओं पर पिछले शोध ने मुख्य रूप से अकार्बनिक पीक्यूडी को नियोजित किया है, अध्ययन के पहले लेखक सांग-हक ली ने टिप्पणी की। इस अध्ययन के माध्यम से, हमने कार्बनिक क्वांटम डॉट्स से जुड़ी चुनौतियों को संबोधित करके क्षमता का प्रदर्शन किया है, जो उपयोग करना मुश्किल साबित हुआ है। प्रोफेसर जंग ने टिप्पणी की, यह अध्ययन कार्बनिक पीक्यूडी में लिगैंड एक्सचेंज विधि के लिए एक नई दिशा प्रस्तुत करता है, जो भविष्य में क्यूडी सौर सेल सामग्री अनुसंधान के क्षेत्र में क्रांति लाने के लिए एक उत्प्रेरक के रूप में सेवारत है।