आपल्या सर्वांना माहित आहे की, सौर ऊर्जा हा प्रकाश उर्जेचा मुख्य स्त्रोत आहे. सिलिकॉन पॅनेल प्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करू शकतात आणि पारंपारिक टँडम सोलर लिथियम बॅटरी प्रकाशाच्या अतिरिक्त तरंगलांबी शोषून हे अधिक प्रभावीपणे करू शकतात.

इतकेच नाही तर, संशोधकांच्या लक्षात आले आहे की दुहेरी-मालिका कॉन्फिगरेशनचा वापर करून, ही एक नवीन प्रणाली आहे जी पारंपारिक सिलिकॉन-आधारित आणि पेरोक्साईडचा आणखी एक थर वापरते जी नवीन प्रणालींच्या “मालिका” संयोजनाने बनविली जाते, जी अधिक ऊर्जा गोळा करू शकते आणि सौर पेशींचा प्रवाह लक्षणीयरीत्या वाढवण्यासाठी जमिनीतून भरपूर वाया जाणारा, परावर्तित आणि विखुरलेला प्रकाश (ज्याला “अल्बेडो” म्हणतात) कॅप्चर करा.

11 जानेवारी 2021 रोजी, किंग अब्दुल्ला युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी (KAUST) आणि UT स्कूल ऑफ इंजिनीअरिंगच्या संशोधकांसह आंतरराष्ट्रीय सहकार्य संघटनेने नॅचरल एनर्जी जर्नलमध्ये “बँड गॅप इंजिनीअरिंगवर आधारित उच्च कार्यक्षमता” शीर्षकाचा लेख प्रकाशित केला. पेरोक्साइड/डबल मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सोलर सेल” (कार्यक्षम बायफेशियलमोनोलिथिकपेरोव्स्काईटपेपर/सिलिकॉन्टेन्डेमसोलरसेल्सवियाबँडगॅपिनियरिंग) लेख.

या पेपरमध्ये टीमच्या पेरोक्साईड/सिलिकॉन डिव्हाइसेसची रचना करण्याच्या संपूर्ण प्रक्रियेची रूपरेषा आहे ज्यामुळे मालिका कॉन्फिगरेशनची सध्या स्वीकारलेली कामगिरी मर्यादा ओलांडली जाईल.

टीम सदस्यांनी मिळून हे संशोधन पूर्ण केले. त्यापैकी डॉ. मिशेल डीबॅस्टियानी यांनी एक संशोधन कल्पना मांडली आणि अॅलेसॅंड्रो j सोबत हे उपकरण बनवले. मिराबेली.

टोरंटो विद्यापीठाचे इलेक्ट्रॉनिक आणि संगणक अभियांत्रिकी पोस्टडॉक्टरल फेलो यिहौ, बिन चेन आणि आनंद एस. सुब्बिया यांनी पेरोक्साइड बँड अंतर विकसित केले, तर एर्कन आयडिन आणि फुरकान एच. इसिकगोर यांनी टँडम टॉप कॉन्टॅक्ट आणि लेआउट विकसित केले.

या अभ्यासाचा निष्कर्ष असा आहे की दुहेरी बाजू असलेला मोनोलिथिक पेरोक्साईड/सिलिकॉन टँडम सोलर सेल वातावरणातील डिफ्यूज लाइट अल्बेडोचा वापर करतो आणि त्याची कार्यक्षमता सिंगल-साइड पेरोक्साइड/सिलिकॉन टँडम सोलर सेलपेक्षा चांगली आहे. संशोधन संघाने प्रथम बाह्य चाचणीचे परिणाम कळवले. एकल AM 1.5g सूर्यप्रकाशाखाली, दुहेरी बाजूंच्या मालिकेची प्रमाणित उर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता 25% पेक्षा जास्त होती आणि उर्जा निर्मिती घनता 26 mwcm-2 इतकी जास्त होती.

त्याच वेळी, संशोधकांनी विविध वास्तविक प्रदीपन आणि अल्बेडो परिस्थितींमध्ये इष्टतम वर्तमान जुळणीसाठी आवश्यक असलेल्या पेरोक्साइड बँड अंतराचा अभ्यास केला, भिन्न अल्बेडोच्या संपर्कात असलेल्या या दुहेरी बाजूच्या खांबांच्या वैशिष्ट्यांची तुलना केली आणि उर्जेच्या दोन गणना परिणामांमधील तुलना प्रदान केली. विविध पर्यावरणीय परिस्थिती असलेल्या ठिकाणी उत्पादन.

शेवटी, टीमने प्रत्यक्ष संबंधित अल्बेडो असलेल्या स्थानांवर टँडम ड्युएलिटीचे अतिरिक्त मूल्य प्रदर्शित करण्यासाठी एकल-बाजूच्या आणि दुहेरी बाजू असलेल्या पेरोक्सिडेस/सिलिकॉन स्ट्रिंगसह बाह्य चाचणी स्थानांची तुलना केली.

नवीन टँडम सोलर सेलचा मुख्य भाग सिलिकॉन लेयर आणि पेरोक्साइड लेयरने बनलेला आहे. त्याच वेळी, ते इतर अनेक संयुगे एकत्र केले जातात. प्रोफेसर स्टीफन डीवॉल्फ म्हणाले. “मुख्य आव्हान म्हणजे टँडम उपकरणाची जटिलता. यात 14 साहित्य सामील आहेत आणि अल्बेडोचा प्रभाव विचारात घेण्यासाठी प्रत्येक सामग्री उत्तम प्रकारे ऑप्टिमाइझ केलेली असणे आवश्यक आहे.

डॉ. मिशेल डीबॅस्टियानी, अभ्यासाचे सह-प्रमुख लेखक म्हणाले. “अल्बेडो वापरून, आम्ही आता उत्पादन खर्चात कोणतीही वाढ न करता पारंपारिक द्विध्रुवीय पडद्यापेक्षा जास्त प्रवाह निर्माण करू शकतो.” अभ्यासाच्या लेखकांमध्ये टोरंटो विद्यापीठातील इलेक्ट्रिकल आणि संगणक अभियांत्रिकी विभागातील प्राध्यापक टेड सार्जेंट आणि पोस्टडॉक्टरल संशोधक यिहौ यांचा समावेश आहे.

भूतकाळात अप्रत्यक्ष सूर्यप्रकाश कॅप्चर करण्याच्या क्षमतेवर संशोधन केले आहे, परंतु प्रायोगिक चाचण्या केल्या नाहीत. अभियांत्रिकी आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठाव्यतिरिक्त, किंग अब्दुल्ला युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी (KAUST) मधील संशोधकांनी कार्लस्रुहे इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी आणि बोलोग्ना युनिव्हर्सिटीच्या सहयोगींना देखील ऊर्जा साठवण क्षमतांमध्ये अप्रत्यक्ष सूर्यप्रकाशाचा समावेश करण्यासाठी आवश्यक विज्ञान सोडवण्यासाठी सहकार्य केले. त्यांचे मॉड्यूल आणि अभियांत्रिकी आव्हाने.

नंतर, बाहेरच्या परिस्थितीत, त्यांनी दुहेरी बाजूंच्या टँडम सौर पेशींची चाचणी केली आणि कोणत्याही व्यावसायिक सिलिकॉन सौर पॅनेलला मागे टाकून कार्यक्षमता प्राप्त केली.

“सिंगल बायफेशियल सिलिकॉन सोलर सेल्स फोटोव्होल्टाईक मार्केटमध्ये त्यांचा वाटा झपाट्याने वाढवत आहेत कारण ते 20% सापेक्ष कामगिरी सुधारणा देऊ शकतात. पेरोक्साइड/सिलेनमध्ये ही पद्धत वापरणे पारंपारिक सिलिकॉन सौर पेशींपेक्षा अधिक प्रभावी असू शकते. आणि कच्च्या मालाची किंमत कमी करू शकते.” प्रोफेसर स्टीफन डीवॉल्फ यांनी समारोप केला. DeWolf आणि त्याच्या सहकाऱ्यांनी कॅनडा, जर्मनी आणि इटलीमधील संघांच्या सहकार्याने हे तंत्रज्ञान विकसित केले.

पेपरच्या निष्कर्षात, संशोधकांनी प्रयोगांद्वारे सिद्ध केले की संपूर्ण पेरोक्साइड/सिलिकॉन संरचनेचे कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी दुहेरी बाजूचे वैशिष्ट्य कसे वापरावे. अरुंद पेरोक्साइड बँड गॅपच्या वापरामुळे, पारदर्शक बॅक इलेक्ट्रोडसह डिव्हाइस स्ट्रक्चर्स तळाच्या सेलची वर्तमान पिढी वाढवण्यासाठी अल्बेडोवर अवलंबून असतात आणि त्याच वेळी वरच्या पेरोक्साइड सेलची वर्तमान पिढी वाढवतात.

हे जुळणी पेरोक्साइडसाठी 1.59-1.62 eV च्या बँड गॅपसह साध्य केली जाते. एकल-पक्षीय पेरोक्साइड/सिलिकॉन मालिकेच्या तुलनेत, ब्रोमाइनचे प्रमाण सर्वात लहान आहे, त्यामुळे हॅलाइड पृथक्करणाशी संबंधित स्थिरता मोठ्या प्रमाणात कमी झाली आहे. समस्या. कार्यसंघाने फील्ड चाचण्यांमध्ये दुहेरी बाजूंच्या टँडम संरचनेच्या कामगिरीचे मूल्यमापन केले आणि वेगवेगळ्या हवामान परिस्थितीत दुहेरी बाजूंच्या आणि एकल-बाजूच्या टँडम संरचनांच्या ऊर्जा उत्पादनाचा अंदाज लावला.

दोन्ही प्रकरणांमध्ये, टँडम एकल-बाजूच्या संरचनेपेक्षा चांगले आहे, जे या तंत्रज्ञानाचे वचन दर्शवते. हे कार्य 30mwcm-2PGD अडथळ्यासह अंतर बंद करण्यासाठी उच्च-कार्यक्षमता परंतु कमी किमतीच्या तंत्रज्ञानाचा वापर करू शकणार्‍या उच्च-कार्यक्षमतेच्या सौर पेशींच्या नवीन वर्गाची क्षमता दर्शविते.

येथून, उपकरणांच्या कार्यक्षमतेत आणखी सुधारणा आणि तंत्रज्ञान स्केलचा विस्तार या तंत्रज्ञानाला फोटोव्होल्टेइक मार्केटच्या जवळ आणण्यासाठी पुढील तार्किक पायऱ्या आहेत.

स्वित्झर्लंडमधील लॉसने येथील फेडरल इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या फोटोव्होल्टेइक प्रयोगशाळेचे संचालक प्रोफेसर क्रिस्टोफ बॅलिफ यांनी या संशोधनात भाग घेतला नाही. तो म्हणाला. “हा पेपर दुहेरी बाजूंच्या टँडम डिव्हाइससाठी पहिला स्पष्ट प्रायोगिक पुरावा प्रदान करतो. या तंत्रज्ञानासाठी मोठ्या प्रमाणावर बाजारपेठेत प्रवेश करण्यासाठी आवश्यक स्थिर उपकरणे स्थापित करण्यासाठी संशोधकांनी नोंदवलेल्या कामगिरीचे परिमाणात्मक विश्लेषण खूप महत्वाचे आहे.