நாம் அனைவரும் அறிந்தபடி, ஒளி ஆற்றலின் முக்கிய ஆதாரம் சூரிய ஆற்றல். சிலிக்கான் பேனல்கள் ஒளியை மின்சாரமாக மாற்ற முடியும், மேலும் பாரம்பரிய டேன்டெம் சோலார் லித்தியம் பேட்டரிகள் ஒளியின் கூடுதல் அலைநீளங்களை உறிஞ்சுவதன் மூலம் இதை மிகவும் திறம்படச் செய்ய முடியும்.

அதுமட்டுமின்றி, இரட்டைத் தொடர் உள்ளமைவைப் பயன்படுத்தி, இது ஒரு பாரம்பரிய சிலிக்கான் அடிப்படையிலான புதிய அமைப்பு மற்றும் புதிய அமைப்புகளின் “தொடர்” கலவையால் செய்யப்பட்ட பெராக்சைட்டின் மற்றொரு அடுக்கு, இது அதிக ஆற்றலை சேகரிக்க முடியும் என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உணர்ந்துள்ளனர். வரிசை சூரிய மின்கலங்களின் மின்னோட்டத்தை கணிசமாக அதிகரிக்க, நிறைய வீணான, பிரதிபலித்த மற்றும் சிதறிய ஒளியை தரையில் இருந்து (“ஆல்பெடோ” என்று அழைக்கப்படுகிறது) கைப்பற்றவும்.

ஜனவரி 11, 2021 அன்று, சர்வதேச ஒத்துழைப்பு அமைப்பு, கிங் அப்துல்லா அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம் (KAUST) மற்றும் UT இன்ஜினியரிங் பள்ளி ஆகியவற்றின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் உட்பட, இயற்கை ஆற்றல் இதழில் “பேண்ட் கேப் இன்ஜினியரிங் அடிப்படையிலான உயர் செயல்திறன்” என்ற தலைப்பில் ஒரு கட்டுரையை வெளியிட்டது. பெராக்சைடு/டபுள் மோனோக்ரிஸ்டலின் சிலிக்கான் சோலார் செல்” (திறமையான பைஃபேஷியல்மோனோலிதிக்பெரோவ்ஸ்கைட் பேப்பர்/சிலிகோண்டான்டெம்சோலார்செல்ஸ்வியாபாண்ட்காபினீரிங்) கட்டுரை.

தற்போது ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட தொடர் கட்டமைப்புகளின் செயல்திறன் வரம்புகளை மீறும் வகையில் பெராக்சைடு/சிலிக்கான் சாதனங்களை வடிவமைக்கும் குழுவின் முழு செயல்முறையையும் இந்தக் கட்டுரை கோடிட்டுக் காட்டுகிறது.

குழு உறுப்பினர்கள் இணைந்து இந்த ஆய்வை முடித்தனர். அவர்களில், டாக்டர் மிக்கேல் டிபாஸ்டியானி ஒரு ஆராய்ச்சி யோசனையை முன்வைத்து, அலெஸாண்ட்ரோ ஜே. மிராபெல்லி.

டொராண்டோ பல்கலைக்கழக எலக்ட்ரானிக் மற்றும் கம்ப்யூட்டர் இன்ஜினியரிங் போஸ்ட்டாக்டோரல் ஃபெலோக்கள் யிஹூ, பின் சென் மற்றும் ஆனந்த் எஸ். சுப்பையா ஆகியோர் பெராக்சைடு பேண்ட் இடைவெளியை உருவாக்கினர், அதே சமயம் எர்கன் அய்டின் மற்றும் ஃபுர்கான் எச். இசிகோர் ஆகியோர் டான்டெம் டாப் தொடர்பு மற்றும் அமைப்பை உருவாக்கினர்.

இந்த ஆய்வின் முடிவு என்னவென்றால், இரட்டை பக்க மோனோலிதிக் பெராக்சைடு/சிலிக்கான் டேன்டெம் சோலார் செல் சுற்றுச்சூழலில் பரவும் ஒளி ஆல்பிடோவைப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் செயல்திறன் ஒற்றை-பக்க பெராக்சைடு/சிலிக்கான் டேன்டெம் சோலார் செல்களை விட சிறப்பாக உள்ளது. ஆராய்ச்சி குழு முதலில் வெளிப்புற சோதனையின் முடிவுகளை அறிவித்தது. ஒற்றை AM 1.5g சூரிய ஒளியின் கீழ், இரட்டைப் பக்கத் தொடரின் சான்றளிக்கப்பட்ட ஆற்றல் மாற்றும் திறன் 25% ஐத் தாண்டியது, மேலும் மின் உற்பத்தி அடர்த்தி 26 mwcm-2 ஆக உயர்ந்தது.

அதே நேரத்தில், பல்வேறு உண்மையான வெளிச்சம் மற்றும் ஆல்பிடோ நிலைமைகளின் கீழ் உகந்த மின்னோட்டப் பொருத்தத்திற்குத் தேவையான பெராக்சைடு பேண்ட் இடைவெளியை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்தனர், வெவ்வேறு ஆல்பிடோவுக்கு வெளிப்படும் இந்த இரட்டை பக்க தூண்களின் பண்புகளை ஒப்பிட்டு, இரண்டு ஆற்றல் கணக்கீட்டு முடிவுகளுக்கு இடையே ஒரு ஒப்பீட்டை வழங்கினர். வெவ்வேறு சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளுடன் ஒரு இடத்தில் உற்பத்தி.

இறுதியாக, குழு வெளிப்புற சோதனை இடங்களை ஒற்றை-பக்க மற்றும் இரட்டை-பக்க பெராக்ஸிடேஸ்/சிலிக்கான் சரங்களுடன் ஒப்பிட்டு, உண்மையான தொடர்புடைய ஆல்பிடோ உள்ள இடங்களுக்கு டேன்டெம் டூயலிட்டியின் கூடுதல் மதிப்பை நிரூபிக்கிறது.

புதிய டேன்டெம் சூரிய மின்கலத்தின் முக்கிய உடல் சிலிக்கான் அடுக்கு மற்றும் பெராக்சைடு அடுக்கு ஆகியவற்றால் ஆனது. அதே நேரத்தில், அவை பல கலவைகளுடன் இணைக்கப்படுகின்றன. பேராசிரியர் Stefaan DeWolf கூறினார். “முக்கிய சவால் டேன்டெம் சாதனத்தின் சிக்கலானது. இதில் 14 பொருட்கள் உள்ளன, மேலும் ஆல்பிடோவின் செல்வாக்கை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்கு ஒவ்வொரு பொருளும் முழுமையாக உகந்ததாக இருக்க வேண்டும்.

ஆய்வின் இணை-தலைமை ஆசிரியரான டாக்டர் மைக்கேல் டிபாஸ்டியானி கூறினார். “ஆல்பிடோவைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், உற்பத்திச் செலவுகளில் எந்த அதிகரிப்பும் இல்லாமல் பாரம்பரிய இருமுனை சவ்வுகளை விட அதிக மின்னோட்டங்களை இப்போது உருவாக்க முடியும்.” ஆய்வின் ஆசிரியர்களில் பேராசிரியர் டெட் சார்ஜென்ட் மற்றும் டொராண்டோ பல்கலைக்கழகத்தில் மின் மற்றும் கணினி பொறியியல் துறையில் முதுகலை ஆய்வாளர் யிஹூ ஆகியோர் அடங்குவர்.

கடந்த காலத்தில் மறைமுக சூரிய ஒளியைப் பிடிக்கும் சாத்தியக்கூறுகள் பற்றிய ஆராய்ச்சியை நடத்தியது, ஆனால் சோதனை சோதனைகளை நடத்தவில்லை. பொறியியல் மற்றும் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் தவிர, கிங் அப்துல்லா அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தின் (KAUST) ஆராய்ச்சியாளர்களும் Karlsruhe Institute of Technology மற்றும் Bologna பல்கலைக்கழகத்தின் ஒத்துழைப்பாளர்களுடன் இணைந்து மறைமுக சூரிய ஒளியை ஆற்றல் சேகரிப்புத் திறன்களில் இணைப்பதற்குத் தேவையான அறிவியலைத் தீர்த்தனர். அவற்றின் தொகுதிகள் மற்றும் பொறியியல் சவால்கள்.

பின்னர், வெளிப்புற நிலைமைகளின் கீழ், அவர்கள் இரட்டை பக்க டேன்டெம் சோலார் செல்களை சோதித்தனர் மற்றும் வணிக சிலிக்கான் சோலார் பேனல்களை மிஞ்சும் திறனை அடைந்தனர்.

“ஒற்றை இருமுக சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்கள் PHOTOVOLTAIC சந்தையில் அவற்றின் பங்கை வேகமாக அதிகரித்து வருகின்றன, ஏனெனில் அவை 20% ஒப்பீட்டு செயல்திறன் மேம்பாட்டை வழங்க முடியும். பாரம்பரிய சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்களை விட பெராக்சைடு/சிலேனில் இந்த முறையைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். மூலப்பொருட்களின் விலையையும் குறைக்க முடியும். பேராசிரியர் Stefaan DeWolf முடித்தார். டிவொல்ஃப் மற்றும் அவரது சகாக்கள் இந்த தொழில்நுட்பத்தை கனடா, ஜெர்மனி மற்றும் இத்தாலியில் உள்ள குழுக்களுடன் இணைந்து உருவாக்கியுள்ளனர்.

ஆய்வறிக்கையின் முடிவில், முழு பெராக்சைடு/சிலிக்கான் கட்டமைப்பின் செயல்திறனை மேம்படுத்த இரட்டை பக்க அம்சத்தை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதனைகள் மூலம் நிரூபித்துள்ளனர். ஒரு குறுகிய பெராக்சைடு பேண்ட் இடைவெளியைப் பயன்படுத்துவதன் காரணமாக, வெளிப்படையான பின் மின்முனைகளைக் கொண்ட சாதன கட்டமைப்புகள் கீழ் செல்களின் தற்போதைய தலைமுறையை அதிகரிக்க ஆல்பிடோவை நம்பியுள்ளன, அதே நேரத்தில் மேல் பெராக்சைடு கலத்தின் தற்போதைய தலைமுறையை அதிகரிக்கின்றன.

இந்த பொருத்தம் 1.59-1.62 eV பேண்ட் இடைவெளியுடன் பெராக்சைடுகளுக்கு அடையப்படுகிறது. ஒற்றை-பக்க பெராக்சைடு/சிலிக்கான் தொடருடன் ஒப்பிடும்போது, ​​புரோமின் உள்ளடக்கம் மிகச் சிறியது, எனவே ஹாலைடு பிரிப்புடன் தொடர்புடைய நிலைத்தன்மை வெகுவாகக் குறைக்கப்படுகிறது. பிரச்சனை. புல சோதனைகளில் இரட்டை பக்க டேன்டெம் கட்டமைப்பின் செயல்திறனை குழு மதிப்பீடு செய்தது, மேலும் வெவ்வேறு தட்பவெப்ப நிலைகளின் கீழ் இரட்டை பக்க மற்றும் ஒற்றை பக்க டேன்டெம் கட்டமைப்புகளின் ஆற்றல் வெளியீட்டை கணித்துள்ளது.

இரண்டு சந்தர்ப்பங்களிலும், ஒற்றை-பக்க கட்டமைப்பை விட டேன்டெம் சிறந்தது, இது இந்த தொழில்நுட்பத்தின் வாக்குறுதியைக் காட்டுகிறது. 30mwcm-2PGD தடையுடன் இடைவெளியை மூடுவதற்கு அதிக செயல்திறன் கொண்ட ஆனால் குறைந்த விலை தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தக்கூடிய புதிய வகை உயர்-செயல்திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலங்களின் திறனை இந்த வேலை காட்டுகிறது.

இங்கிருந்து, இந்த தொழில்நுட்பத்தை ஒளிமின்னழுத்த சந்தைக்கு நெருக்கமாக கொண்டு வருவதற்கான அடுத்த தர்க்கரீதியான படிகள், கருவிகளின் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்துதல் மற்றும் தொழில்நுட்ப அளவை விரிவாக்குதல் ஆகும்.

சுவிட்சர்லாந்தின் லொசானில் உள்ள ஃபெடரல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜியின் ஒளிமின்னழுத்த ஆய்வகத்தின் இயக்குனர் பேராசிரியர் கிறிஸ்டோஃப் பாலிஃப் இந்த ஆராய்ச்சியில் பங்கேற்கவில்லை. அவன் சொன்னான். “இந்த தாள் இரட்டை பக்க டேன்டெம் சாதனத்திற்கான முதல் தெளிவான சோதனை ஆதாரத்தை வழங்குகிறது. இந்த தொழில்நுட்பம் வெகுஜன சந்தையில் நுழைவதற்குத் தேவையான நிலையான உபகரணங்களை நிறுவுவதற்கு ஆராய்ச்சியாளர்களால் அறிக்கையிடப்பட்ட செயல்திறனின் அளவு பகுப்பாய்வு மிகவும் முக்கியமானது.