फोन से लेकर गगनचुंबी इमारतों तक को ऊर्जा देने की नई विधि

अल्ट्रा-थिन सौर पैनल से काम पूरा होगा

• कुशल सौर सेल के लिए आशाजनक सामग्री

• सामग्री डिज़ाइन और नियंत्रण की कुंजी

• सफलता में मशीन लर्निंग का योगदान

राष्ट्रीय खबर

रांचीः स्वीडन की चाल्मर्स यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने अब कंप्यूटर सिमुलेशन और मशीन लर्निंग का उपयोग करके हैलाइड पेरोव्स्काइट्स को समझने और संभालने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है। हैलाइड पेरोव्स्काइट्स सबसे आशाजनक सौर सेल सामग्रियों में से हैं, लेकिन ये अपनी रहस्यमय प्रकृति के लिए कुख्यात रहे हैं।

चाल्मर्स में अध्ययन की प्रमुख जांचकर्ता और एसोसिएट प्रोफेसर जूलिया विक्टर कहती हैं, इस बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए, नए, पर्यावरण के अनुकूल और कुशल ऊर्जा रूपांतरण विधियों, जैसे कि अधिक कुशल सौर सेल, की महत्वपूर्ण और बढ़ती आवश्यकता है। हमारे निष्कर्ष इष्टतम उपयोग के लिए सबसे आशाजनक सौर सेल सामग्रियों में से एक को इंजीनियर करने और नियंत्रित करने के लिए आवश्यक हैं। यह बहुत रोमांचक है कि अब हमारे पास ऐसे सिमुलेशन तरीके हैं जो उन सवालों के जवाब दे सकते हैं जो कुछ साल पहले तक अनसुलझे थे।

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हैलाइड पेरोव्स्काइट्स नामक समूह के भीतर आने वाली सामग्री को लागत प्रभावी, लचीले और हल्के सौर सेल और एलईडी बल्ब जैसे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन के लिए सबसे आशाजनक माना जाता है, क्योंकि वे प्रकाश को अवशोषित और उत्सर्जित करने में बेहद कुशल होते हैं। हालांकि, पेरोव्स्काइट सामग्री जल्दी से खराब हो सकती है, और यह जानने के लिए कि उनका सर्वोत्तम उपयोग कैसे किया जाए, यह समझना आवश्यक है कि ऐसा क्यों होता है और यह सामग्री कैसे काम करती है।

वैज्ञानिक लंबे समय से इस समूह के भीतर एक विशेष सामग्री को समझने के लिए संघर्ष कर रहे हैं, जो फॉर्मैमिडिनियम लेड आयोडाइड नामक एक क्रिस्टलीय यौगिक है। इसमें उत्कृष्ट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुण हैं। इस सामग्री के व्यापक उपयोग में इसकी अस्थिरता ने बाधा डाली है, लेकिन इसे दो प्रकार के हैलाइड पेरोव्स्काइट्स को मिलाकर हल किया जा सकता है। चाल्मर्स में एक शोध समूह अब सामग्री के एक महत्वपूर्ण चरण का विस्तृत विवरण प्रदान कर सकता है जिसे पहले केवल प्रयोगों के माध्यम से समझाना मुश्किल था। इस चरण को समझना इस सामग्री और इस पर आधारित मिश्रणों दोनों को डिज़ाइन और नियंत्रित करने में सक्षम होने की कुंजी है।

चाल्मर्स शोधकर्ता संगीता दत्ता कहती हैं, इस सामग्री का निम्न-तापमान चरण लंबे समय से अनुसंधान पहेली का एक लापता टुकड़ा रहा है, और हमने अब इस चरण की संरचना के बारे में एक मूलभूत प्रश्न का समाधान कर लिया है। शोधकर्ताओं की विशेषज्ञता कंप्यूटर सिमुलेशन में विभिन्न सामग्रियों के सटीक मॉडल बनाने में निहित है। फिर भी, हैलाइड पेरोव्स्काइट परिवार में सामग्रियों की मॉडलिंग करना मुश्किल है, क्योंकि उनके गुणों को पकड़ने और डिकोड करने के लिए शक्तिशाली सुपरकंप्यूटर और लंबे सिमुलेशन समय की आवश्यकता होती है।

दत्ता कहती हैं, मशीन लर्निंग के साथ हमारे मानक तरीकों के संयोजन से, अब हम पहले की तुलना में हजारों गुना लंबे सिमुलेशन चलाने में सक्षम हैं। और अब हमारे मॉडल में सैकड़ों के बजाय लाखों परमाणु शामिल हो सकते हैं, जो उन्हें वास्तविक दुनिया के करीब लाते हैं।

शोधकर्ताओं ने कम तापमान पर फॉर्मैमिडिनियम लेड आयोडाइड की संरचना की पहचान की। उन्होंने यह भी देखा कि सामग्री के ठंडा होने पर फॉर्मैमिडिनियम अणु एक अर्ध-स्थिर अवस्था में फंस जाते हैं।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि उनके अध्ययन मॉडल वास्तविकता को दर्शाते हैं, उन्होंने बर्मिंघम विश्वविद्यालय के प्रायोगिक शोधकर्ताओं के साथ सहयोग किया। उन्होंने यह सुनिश्चित करने के लिए सामग्री को माइनस दो सौ डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया कि उनके प्रयोग सिमुलेशन से मेल खाते हों।

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