सौर फोटोवोल्टिक, जल्द ही इंद्रधनुष आकाश कोशिकाओं 30 प्रतिशत उपज?

फोटोवोल्टिक वर्तमान में लाभदायक होने से बहुत दूर हैं, केवल एक सब्सिडी नीति यह भ्रम देती है कि यह है। प्रगति की क्षमता, विशेष रूप से ऊर्जा दक्षता के संदर्भ में, इसलिए महत्वपूर्ण है। यहाँ इस कसौटी को सुधारने के लिए शोध का एक उदाहरण है ... लेकिन किस कीमत पर?

"नॉट्रे यूनिवर्सिटी ऑफ नॉट्रे डेम, इंडियाना में, डॉ। प्रशांत वी। कामत के नेतृत्व में शोधकर्ताओं के एक समूह ने पारंपरिक आकार के अर्धचालक के स्थान पर विभिन्न आकारों और TiO2 नैनोट्यूब के सेमीकंडक्टर क्वांटम डॉट्स को मिलाकर फोटोवोल्टिक कोशिकाएं विकसित की हैं। , उन्हें और अधिक कुशल बना रही है। ऊर्जा विभाग के बेसिक एनर्जी साइंसेज के कार्यालय द्वारा समर्थित अध्ययन, अमेरिकन केमिकल सोसायटी के जर्नल में प्रकाशित हुआ है।

वैज्ञानिक इन अर्धचालक कैडमियम सेलेनाइड (CdSe) क्वांटम डॉट्स का उपयोग अन्य सामग्रियों के बजाय करते हैं क्योंकि उन्हें प्रकाश के कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करने का अनूठा लाभ होता है, जो उनके आकार पर निर्भर करता है: छोटे क्वांटम डॉट्स छोटी तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करें, बड़े वाले लंबे समय तक अवशोषित करेंगे। CdSe के साथ कई प्रकार के क्वांटम डॉट्स को जोड़कर, शोधकर्ता इसलिए प्रकाश संश्लेषक कोशिकाएं बना सकते हैं जो प्रकाश के एक बड़े स्पेक्ट्रम को अवशोषित करती हैं और इसलिए अधिक कुशल होती हैं। टीम ने इन क्वांटम डॉट्स को एक नैनोमेट्रिक-मोटी फिल्म की सतह पर एक क्रमबद्ध पैटर्न में व्यवस्थित किया और उनमें टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) नैनोट्यूब को एकीकृत किया। क्वांटम डॉट्स फोटॉनों को अवशोषित करते हैं और इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन करते हैं जो तब नैनोट्यूब द्वारा ले जाया जाता है और एक इलेक्ट्रोड द्वारा एकत्र किया जाता है, इस प्रकार फोटोकल का उत्पादन होता है।

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विशेष तरंग दैर्ध्य के अवशोषण के अलावा, शोधकर्ताओं ने देखा कि क्वांटम डॉट्स के आकार का प्रदर्शन पर प्रभाव पड़ता है, इन नैनोकणों के चार प्रकारों के साथ प्रयोग करके (2,3 और 3,7 एनएम के बीच) व्यास, वे 505 और 580 एनएम के बीच तरंग दैर्ध्य में अवशोषण चोटियों का प्रदर्शन करते हैं)। छोटे क्वांटम डॉट्स फोटॉन को तेजी से इलेक्ट्रॉनों में बदल सकते हैं, जबकि बड़े लोग फोटॉन का अधिक प्रतिशत अवशोषित करते हैं। 3nm व्यास क्वांटम डॉट्स सबसे अच्छा समझौता प्रदान करते हैं। विभिन्न प्रकार के क्वांटम डॉट्स से बने पहले फोटोवोल्टिक सेल के विकास के बाद, शोधकर्ताओं ने अपने आकार के अनुसार क्वांटम डॉट्स की परतों को सुपरइम्पोज़ करके "रेनबो" सेल बनाने के अपने शोध के अगले चरणों की योजना बनाई: बाहरी परत, छोटे वाले नीले रंग को अवशोषित करते हैं, और लाल प्रकाश (लंबी तरंग दैर्ध्य) इस परत से होकर गुजरती है, जो कि बड़ी मात्रा में बने डॉट्स से बनी आंतरिक परत तक पहुँचती है, जो लाल रंग को अवशोषित करती है, जो एक ढाल d बनाती है 'इंद्रधनुष' अवशोषण, जबकि छोटे क्वांटम डॉट्स के तेजी से रूपांतरण और बड़े क्वांटम डॉट्स के उच्च अवशोषण दर के प्रभावों को मिलाते हुए।

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वर्तमान सिलिकॉन फोटोसेंसिटिव कोशिकाओं में 15 से 20% की दक्षता होती है, बाकी गर्मी में खो जाती है। कामत ने इन नए प्रकार के "इंद्रधनुष" फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के साथ अधिक दक्षता का अनुमान लगाया, जो आसानी से 30% से अधिक हो सकता है। "

स्रोत: आदित का बी.ई.

के बारे में चर्चा करने के लिए forums: 30% उपज पर नए सौर पैनल? और का एक और नवाचार 90% उपज पर फोटोवोल्टिक कोशिकाएं?

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