नवीन प्रकारचे सौर सेल

जर्मनीच्या ब्रॅंडनबर्ग एन डर हॅवेलच्या बाहेरील भागात, सौर ऊर्जेतील अज्ञात नवकल्पनांनी भरलेला कारखाना आहे. येथे, ब्रिटीश कंपनी ऑक्सफर्ड पीव्ही पेरोव्स्काईट्स, मुबलक आणि परवडणारी फोटोव्होल्टेइक सामग्री वापरून व्यावसायिक सौर सेल तयार करते जे अनेकांना टिकाऊ ऊर्जेचे भविष्य मानतात. हे सुमारे ए नवीन प्रकारचे सौर सेल जे पेरोव्स्काईट वापरते.

या लेखात आम्‍ही तुम्‍हाला नवीन प्रकारच्या सोलर सेलबद्दल आणि त्‍याच्‍या महत्‍त्‍वाबद्दल जाणून घेण्‍याची सर्व काही सांगणार आहोत.

सौर तंत्रज्ञान कारखाना

जंगली गवत आणि मोठ्या वाहनतळांनी वेढलेला, हा कारखाना संभाव्य क्रांतिकारक तंत्रज्ञानासाठी एक नम्र पाळणा म्हणून काम करतो. तथापि, कंपनीचे मुख्य तंत्रज्ञान अधिकारी ख्रिस केस हे निर्विवादपणे या स्थापनेच्या प्रेमात आहेत. "हे स्थान माझ्या गहन आकांक्षांची जाणीव आहे", तो अखंड उत्साहाने घोषणा करतो.

नूतनीकरणक्षम ऊर्जेच्या दिशेने जागतिक बदलाला गती देण्यासाठी उत्प्रेरक म्हणून पेरोव्स्काईट्सवर सट्टेबाजी करणार्‍या प्रश्नातील कंपनीसह अनेक कंपन्या आहेत. काही विशेष पेरोव्स्काईट-आधारित फोटोव्होल्टेइक (PV) उत्पादने आधीच बाजारात दाखल झाली आहेत, अलीकडील घोषणा सुचवतात की आणखी बरेच काही लवकरच त्याचे अनुसरण करतील. उदाहरणार्थ, केसच्या मते, ग्राहकांना पुढील वर्षाच्या मध्यापर्यंत ऑक्सफर्डमधील फोटोव्होल्टेइक पेशींचा समावेश असलेल्या सौर पॅनेलमध्ये प्रवेश मिळण्याची अपेक्षा आहे. शिवाय, एक उल्लेखनीय विकासामध्ये, हानव्हा क्यूसेल्स, सिलिकॉन फोटोव्होल्टेइक उत्पादक सोल येथे स्थित, प्रायोगिक उत्पादन लाइनमध्ये 100 दशलक्ष डॉलर्सची गुंतवणूक करण्याचा आपला इरादा उघड केला जे 2024 च्या अखेरीस कार्यान्वित होऊ शकते.

95% सौर पॅनेलमध्ये आढळणारा प्रमुख पदार्थ सिलिकॉन आहे, जो आता ऑक्सफर्ड PV, Qcells आणि इतर कंपन्यांद्वारे नवीन पद्धतीने वापरला जात आहे. सिलिकॉनची जागा घेण्याऐवजी, या कंपन्या पेरोव्स्काईट सिलिकॉनमध्ये समाविष्ट करत आहेत ज्याला टेंडेम सेल म्हणून ओळखले जाते. या दोन सामग्रीचे मिश्रण करून, टँडम्स सूर्यप्रकाशाच्या तरंगलांबीच्या विस्तृत श्रेणीतून ऊर्जा वापरतात, परिणामी एकट्या सिलिकॉन सेलच्या तुलनेत ऊर्जा उत्पादनात किमान २०% क्षमता. किंबहुना, काही तज्ञ कार्यक्षमतेमध्ये अधिक सुधारणांची अपेक्षा देखील करतात.

पेरोव्स्काईट तंत्रज्ञानासह नवीन प्रकारचे सौर सेल

पेरोव्स्काईट तंत्रज्ञानाच्या समर्थकांचा असा युक्तिवाद आहे की टँडम पेशींद्वारे निर्माण होणारी अतिरिक्त वीज त्याच्या अंमलबजावणीशी संबंधित अतिरिक्त खर्चाची भरपाई करण्याची क्षमता आहे, विशेषत: दाट लोकवस्तीचे शहरी प्रदेश किंवा औद्योगिक संकुल जेथे जमिनीची उपलब्धता मर्यादित आहे. “उपयोगिता सध्या आमच्या तंत्रज्ञानामध्ये सर्वाधिक स्वारस्य दाखवत आहेत कारण त्यांना सहज उपलब्ध जमिनीची कमतरता आहे,” केस स्पष्ट करते.

पेरोव्स्काईट-सिलिकॉन टँडम्सच्या बाजारपेठेत नजीकच्या आगमनाने, सुरुवातीचा उत्साह आता ठळक मथळ्यांमध्ये रूपांतरित झाला आहे ज्यात क्रांतिकारक आणि चमत्कारी साहित्याच्या आगमनाची घोषणा केली आहे जी निःसंशयपणे जगामध्ये क्रांती घडवून आणेल. तथापि, हे ओळखणे महत्त्वाचे आहे की सौर बाजारपेठेत क्रांती घडवून आणण्याच्या प्रयत्नात उद्योगाला अजूनही दोन मोठ्या आव्हानांचा सामना करावा लागतो.

सिलिकॉनच्या तुलनेत पेरोव्स्काइट्सच्या कार्यक्षमतेत घट, प्रकाशित संशोधनाने दर्शविल्याप्रमाणे आर्द्रता, उष्णता आणि प्रकाशाच्या संपर्कात असताना लक्षणीयरीत्या वेगवान आहे. तथापि, ऑक्सफर्ड पीव्हीने स्वतःच्या खाजगी तपासणीद्वारे या समस्येचे निराकरण केल्याचा दावा केला आहे. तथापि, पेरोव्स्काईट-सिलिकॉन टँडम्सच्या विकासासाठी जबाबदार असलेल्या Qcells येथील सेल आणि वेफर R&D चे संचालक फॅबियन फर्टीग, व्यावसायिक उत्पादनासाठी स्थिरता हे मुख्य आव्हान राहिले आहे यावर भर देतात.

नवीन प्रकारच्या पेरोव्स्काईट सोलर सेलचा प्रभाव

याव्यतिरिक्त, असे विश्लेषक आहेत जे असे मानतात की पेरोव्स्काईट्सचा सौर ऊर्जेच्या प्रगतीवर, किमान नजीकच्या भविष्यात लक्षणीय परिणाम होणार नाही. चीनमधील उत्पादन क्षमतेचा जलद विस्तार, सिलिकॉन मॉड्युल्सची उल्लेखनीय किंमत-प्रभावीता आणि कार्यक्षमतेने त्यांना बाजारपेठेतील प्रमुख खेळाडू बनवले आहे. 2022 मध्ये, सौरऊर्जेचा जागतिक उत्पादन क्षमतेचा अंदाजे 1,2 टेरावाट (TW) वाटा आहे, एकूण वीज निर्मितीमध्ये सुमारे 5% योगदान देते. तथापि, हवामानाची उद्दिष्टे पूर्ण करण्यासाठी, ऊर्जा रणनीतीशास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे की जगाला 75 पर्यंत 2050 TW ची गरज असेल.

याचा अर्थ 3 च्या मध्यापर्यंत प्रतिष्ठापन दर वर्षी 2030 TW पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे. सुदैवाने, सिलिकॉन पीव्ही उद्योगाने ही मागणी पूर्ण करणे अपेक्षित आहे, ज्यामुळे यशाच्या मार्गावर असलेल्या काही हरित तंत्रज्ञान क्षेत्रांपैकी एक आहे.

झुरिच, स्वित्झर्लंडमधील ब्लूमबर्ग एनईएफ सल्लागारातील सौर विश्लेषक जेनी चेस यांच्या मते, आमच्याकडे असलेले सध्याचे तंत्रज्ञान जागतिक मागणी पूर्ण करण्यासाठी पुरेशी सौर ऊर्जा निर्माण करण्यास सक्षम आहे.

पेरोव्स्काईट्सना त्यांच्या सर्वात महत्त्वाच्या आव्हानाला सामोरे जावे लागणार आहे: तीव्र स्पर्धात्मक फोटोव्होल्टेइक बाजाराच्या अक्षम्य आर्थिक लँडस्केपवर नेव्हिगेट करणे.

ज्या विक्रमांची मोडतोड झाली आहे

पेरोव्स्काईट्सच्या क्षमतांमध्ये लक्षणीय सुधारणांमुळे त्यांच्या क्षमतेमध्ये उत्साह निर्माण झाला आहे, जे स्फटिकांच्या स्वतःच्या आणि त्यांच्यापासून प्राप्त झालेल्या सौर पेशींच्या संरचनेत बदल करून साध्य केले आहे. पेरोव्स्काईट, एक नैसर्गिक खनिजाची स्फटिक रचना दर्शवणारी संज्ञा, सौर पेशींमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सिंथेटिक क्रिस्टल्समध्ये प्रतिकृती बनविली जाते, जी विविध सामग्रीपासून बनविली जाऊ शकते.

2009 मध्ये, मेथिलॅमोनियम लीड आयोडाइड म्हणून ओळखले जाणारे मूलभूत पेरोव्स्काईट केवळ 3,8% सौर उर्जेचे विजेमध्ये रूपांतरित करू शकले. आजपर्यंत, पेरोव्स्काईट पेशींनी लक्षणीय प्रगती केली आहे, केवळ पेरोव्स्काईट सामग्री वापरताना 26,1% ची विक्रमी कार्यक्षमता प्राप्त करणे. हा अग्रगण्य सिलिकॉन सेलच्या खाली फक्त एक अंश आहे. याव्यतिरिक्त, पेरोव्स्काईट पेशींना पातळ प्रकाश-शोषक स्तरांची आवश्यकता आणि मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध आणि किफायतशीर सामग्री वापरण्याचा फायदा आहे. समर्थकांचा असा युक्तिवाद आहे की जर पेरोव्स्काईट पेशी सिलिकॉन पेशींसारख्याच प्रमाणात तयार केल्या गेल्या तर ते एक लहान ऊर्जा आणि भौतिक पदचिन्ह सोडतील.

मला आशा आहे की या माहितीसह आपण नवीन प्रकारच्या पेरोव्स्काइट सौर सेल आणि त्याच्या वैशिष्ट्यांबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकता.