आबो अकादमी विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने वह हासिल कर लिया है जिसे कई लोग असंभव मानते थे: जैविक सौर सेल जो 16 वर्षों से अधिक समय तक स्थिर और अत्यधिक कुशल बने रहते हैं। नेचर फोटोनिक्स में 9 जनवरी को प्रकाशित यह खोज लचीले, हल्के सौर पैनलों को रोजमर्रा के उपयोग के लिए व्यावहारिक वास्तविकता बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
अनुसंधान दल ने एक नवीन सुरक्षात्मक परत विकसित की है जो न केवल सौर कोशिकाओं को क्षरण से बचाती है बल्कि उनकी दक्षता को रिकॉर्ड स्तर तक बढ़ा देती है। उनकी कोशिकाओं ने छोटी सतहों पर उत्कृष्ट 18.49% दक्षता हासिल की और बड़े क्षेत्रों तक बढ़ने पर भी 18.06% दक्षता बनाए रखी – एक उपलब्धि जो अब तक शोधकर्ताओं से दूर है।
स्थिरता की बाधा को तोड़ना
मुख्य नवाचार केवल 2 नैनोमीटर मोटी एक सुरक्षात्मक परत के विकास में निहित है – जो मानव बाल की तुलना में लगभग 50,000 गुना पतली है। सिलिकॉन ऑक्सीनाइट्राइड (SiOxNy) से बनी यह अति पतली ढाल, नीचे के नाजुक कार्बनिक पदार्थों की रक्षा करती है और साथ ही उनके प्रदर्शन में सुधार करती है।
अध्ययन के प्रमुख शोधकर्ताओं में से एक, रोनाल्ड ओस्टरबैका कहते हैं, “इस कार्य ने कार्बनिक सौर कोशिकाओं में पहले से अज्ञात हानि तंत्र और इसे दूर करने के तरीके की पहचान की।” इस सुरक्षात्मक परत को लगाने से, टीम ने एक लंबे समय से चली आ रही समस्या को समाप्त कर दिया, जहां सौर सेल की निचली संपर्क परत में दोष आने वाली रोशनी को फँसा देते थे और बर्बाद कर देते थे।
नए कीर्तिमान स्थापित करना
जब निरंतर रोशनी परीक्षण के अधीन किया गया, तो संरक्षित सौर कोशिकाओं ने 2,000 घंटे के संचालन के बाद अपने प्रारंभिक प्रदर्शन का 94% बरकरार रखा। इन परिणामों के आधार पर, शोधकर्ताओं का अनुमान है कि उनकी कोशिकाएं 24,700 घंटों के उपयोग के लिए अपनी मूल दक्षता का 80% बनाए रखेंगी – जो वास्तविक दुनिया के 16 वर्षों से अधिक के संचालन के बराबर है।
यह दीर्घायु पिछले कार्बनिक सौर कोशिकाओं की तुलना में एक नाटकीय सुधार का प्रतिनिधित्व करती है, जो आमतौर पर बहुत अधिक तेज़ी से नष्ट हो जाती है। उच्च दक्षता और विस्तारित जीवनकाल का संयोजन इन लचीले सौर कोशिकाओं को व्यावहारिक व्यावसायिक उपयोग के बहुत करीब लाता है।
लैब से बाज़ार तक
इस खोज का महत्व सिर्फ रिकॉर्ड तोड़ने से कहीं अधिक है। कार्बनिक फोटोवोल्टिक्स विशेष रूप से व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए आशाजनक हैं क्योंकि वे हल्के, लचीले हैं, और ऊर्जा-कुशल प्रक्रियाओं के माध्यम से निर्मित किए जा सकते हैं। अब तक, सूरज की रोशनी और हवा के संपर्क में आने पर गिरावट की उनकी संवेदनशीलता ने व्यापक रूप से अपनाने को रोक दिया है।
अनुसंधान टीम, जिसमें सूज़ौ इंस्टीट्यूट फॉर नैनो-टेक और नैनो-बायोनिक्स के सहयोगी शामिल थे, ने प्रदर्शित किया कि उनकी सफलता न केवल छोटे प्रयोगशाला नमूनों में बल्कि 1 वर्ग सेंटीमीटर मापने वाले बड़े पैनलों में भी काम करती है – जो वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
आगे देख रहा
इस शोध के निहितार्थ प्रयोगशाला से कहीं आगे तक फैले हुए हैं। सुरक्षात्मक परत को बड़े पैमाने पर विनिर्माण के साथ संगत सरल समाधान-आधारित तरीकों का उपयोग करके लागू किया जा सकता है, जिससे यह व्यावसायिक उत्पादन के लिए एक व्यावहारिक विकल्प बन जाता है।
जैसा कि दुनिया टिकाऊ ऊर्जा समाधान चाहती है, ये अधिक टिकाऊ जैविक सौर सेल इमारतों, वाहनों और पोर्टेबल उपकरणों में सौर ऊर्जा को एकीकृत करने के लिए नई संभावनाएं खोल सकते हैं जहां पारंपरिक कठोर सौर पैनल व्यावहारिक नहीं हैं।
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