नए क्वांटम वेल सोलर सेल ने दक्षता के लिए विश्व रिकॉर्ड बनाया

वैज्ञानिकों ने धक्का देना जारी रखासौर पेनल्सअधिक कुशल होने के लिए, और रिपोर्ट करने के लिए एक नया रिकॉर्ड है: एक नया सौर सेल मानक 1-सूर्य वैश्विक प्रकाश स्थितियों के तहत 39.5 प्रतिशत की दक्षता प्राप्त करता है।
1-सूर्य का निशान सूर्य के प्रकाश की एक निश्चित मात्रा को मापने का एक मानकीकृत तरीका है, अब लगभग 40% विकिरण को बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है। इस प्रकार का पिछला रिकॉर्डसौर पेनलसामग्री 39.2% दक्षता थी।
आपके विचार से कहीं अधिक प्रकार के सौर सेल हैं। यहां उपयोग किए जाने वाले प्रकार ट्रिपल-जंक्शन III-V अग्रानुक्रम सौर सेल हैं, जिन्हें आमतौर पर उपग्रहों और अंतरिक्ष यान में तैनात किया जाता है, हालांकि उनमें ठोस जमीन पर भी काफी संभावनाएं होती हैं।

नेशनल रिन्यूएबल एनर्जी लेबोरेटरी के भौतिक विज्ञानी माइल्स स्टीनर ने कहा, "नई कोशिकाएं डिजाइन करने के लिए अधिक कुशल और सरल हैं, और विभिन्न प्रकार के नए अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी हो सकती हैं, जैसे अत्यधिक बाधित अनुप्रयोग या कम उत्सर्जन वाले अंतरिक्ष अनुप्रयोग।"।"एनआरईएल) कोलोराडो में।
सौर सेल दक्षता के संदर्भ में, समीकरण का "ट्रिपल जंक्शन" हिस्सा महत्वपूर्ण है। प्रत्येक गाँठ सौर वर्णक्रमीय सीमा के एक विशिष्ट भाग में केंद्रित है, जिसका अर्थ है कि कम रोशनी खो जाती है और अप्रयुक्त होती है।
तथाकथित "क्वांटम वेल" तकनीक का उपयोग करके दक्षता में और सुधार किया गया है। उनके पीछे भौतिकी काफी जटिल है, लेकिन सामान्य विचार यह है कि सामग्रियों को सावधानीपूर्वक चुना और अनुकूलित किया जाता है, और जितना संभव हो उतना पतला होता है। यह बैंड गैप को प्रभावित करता है, इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने और धारा प्रवाहित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की न्यूनतम मात्रा।
इस मामले में, तीन जंक्शनों में गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (GaInP), गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) कुछ अतिरिक्त क्वांटम वेल दक्षता के साथ, और गैलियम इंडियम आर्सेनाइड (GaInAs) शामिल हैं।
"एक महत्वपूर्ण कारक यह है कि जबकि GaAs एक उत्कृष्ट सामग्री है और आमतौर पर III-V मल्टीजंक्शन कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है, इसमें ट्रिपल जंक्शन कोशिकाओं के लिए सटीक बैंडगैप नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि तीन कोशिकाओं के बीच फोटोक्रेक्ट संतुलन इष्टतम नहीं है, "एनआरईएल भौतिक विज्ञानी रयान फ्रांस ने कहा।
"यहां, हमने उत्कृष्ट सामग्री गुणवत्ता को बनाए रखते हुए क्वांटम कुओं का उपयोग करके बैंड गैप को संशोधित किया है, जो इस डिवाइस और संभावित रूप से अन्य अनुप्रयोगों को सक्षम बनाता है।"
इस नवीनतम सेल में जोड़े गए कुछ सुधारों में बिना किसी संबंधित वोल्टेज हानि के अवशोषित प्रकाश की मात्रा में वृद्धि शामिल है। प्रतिबंधों को कम करने के लिए कई अन्य तकनीकी बदलाव किए गए हैं।

यह किसी की उच्चतम 1-सूर्य दक्षता हैसौर पेनलरिकॉर्ड पर सेल, हालांकि हमने अधिक तीव्र सौर विकिरण से उच्च क्षमता देखी है। हालांकि प्रौद्योगिकी को प्रयोगशाला से वास्तविक उत्पाद तक ले जाने में समय लगेगा, संभावित सुधार रोमांचक हैं।
कोशिकाओं ने एक प्रभावशाली 34.2 प्रतिशत अंतरिक्ष दक्षता भी दर्ज की, जो कि कक्षा में उपयोग किए जाने पर उन्हें प्राप्त करनी चाहिए। उनका वजन और उच्च-ऊर्जा कणों का प्रतिरोध उन्हें इस कार्य के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है।
"जैसा कि लेखन के समय ये सबसे कुशल 1-सूर्य सौर सेल हैं, इन कोशिकाओं ने सभी फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकियों की प्राप्त करने योग्य दक्षता के लिए एक नया मानक भी स्थापित किया है," शोधकर्ताओं ने अपने प्रकाशित पेपर में लिखा है।