ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ્સ પર નવીનતમ સંશોધન

હાલમાં, સંશોધકો ફોટોવોલ્ટેઇક્સ સંશોધનના ત્રણ મુખ્ય ક્ષેત્રો પર કામ કરી રહ્યા છે: સ્ફટિકીય સિલિકોન, પેરોવસ્કાઇટ્સ અને લવચીક સૌર કોષો. આ ત્રણેય ક્ષેત્રો એકબીજાના પૂરક છે, અને તેમની પાસે ફોટોવોલ્ટેઇક ટેકનોલોજીને વધુ કાર્યક્ષમ બનાવવાની ક્ષમતા છે.

સ્ફટિકીય સિલિકોન સૌર પેનલમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું અર્ધવાહક પદાર્થ છે. જો કે, તેની કાર્યક્ષમતા સૈદ્ધાંતિક મર્યાદાથી ઘણી ઓછી છે. તેથી, સંશોધકોએ અદ્યતન સ્ફટિકીય પીવી વિકસાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાનું શરૂ કર્યું છે. રાષ્ટ્રીય નવીનીકરણીય ઉર્જા પ્રયોગશાળા હાલમાં III-V મલ્ટિજંક્શન સામગ્રી વિકસાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહી છે જેમાં કાર્યક્ષમતા સ્તર 30% સુધી હોવાની અપેક્ષા છે.

પેરોવસ્કાઇટ્સ એ પ્રમાણમાં નવા પ્રકારના સૌર કોષ છે જે તાજેતરમાં અસરકારક અને કાર્યક્ષમ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. આ સામગ્રીઓને "પ્રકાશસંશ્લેષણ સંકુલ" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ સૌર કોષોની કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે કરવામાં આવ્યો છે. આગામી થોડા વર્ષોમાં તેમનું વ્યાપારીકરણ થવાની અપેક્ષા છે. સિલિકોનની તુલનામાં, પેરોવસ્કાઇટ્સ પ્રમાણમાં સસ્તા છે અને તેમાં વિશાળ શ્રેણીના સંભવિત ઉપયોગો છે.

અસરકારક અને ટકાઉ સૌર કોષ બનાવવા માટે પેરોવસ્કાઇટ્સને સિલિકોન સામગ્રી સાથે જોડી શકાય છે. પેરોવસ્કાઇટ ક્રિસ્ટલ સૌર કોષ સિલિકોન કરતાં 20 ટકા વધુ કાર્યક્ષમ હોઈ શકે છે. પેરોવસ્કાઇટ અને Si-PV સામગ્રીએ પણ 28 ટકા સુધીના રેકોર્ડ કાર્યક્ષમતા સ્તર દર્શાવ્યા છે. વધુમાં, સંશોધકોએ બાયફેશિયલ ટેકનોલોજી વિકસાવી છે જે સૌર કોષને પેનલની બંને બાજુથી ઊર્જા એકત્રિત કરવા સક્ષમ બનાવે છે. આ ખાસ કરીને વ્યાપારી એપ્લિકેશનો માટે ફાયદાકારક છે, કારણ કે તે ઇન્સ્ટોલેશન ખર્ચ પર નાણાં બચાવે છે.

પેરોવસ્કાઇટ્સ ઉપરાંત, સંશોધકો એવી સામગ્રીની પણ શોધ કરી રહ્યા છે જે ચાર્જ કેરિયર્સ અથવા પ્રકાશ શોષક તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. આ સામગ્રી સૌર કોષોને વધુ આર્થિક બનાવવામાં પણ મદદ કરી શકે છે. તેઓ એવા પેનલ્સ બનાવવામાં પણ મદદ કરી શકે છે જે નુકસાન માટે ઓછા સંવેદનશીલ હોય.

સંશોધકો હાલમાં અત્યંત કાર્યક્ષમ ટેન્ડેમ પેરોવસ્કાઇટ સોલાર સેલ બનાવવા પર કામ કરી રહ્યા છે. આ સેલ આગામી બે વર્ષમાં વ્યાપારીકૃત થવાની અપેક્ષા છે. સંશોધકો યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી અને નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન સાથે સહયોગ કરી રહ્યા છે.

આ ઉપરાંત, સંશોધકો અંધારામાં સૌર ઊર્જાનો સંગ્રહ કરવાની નવી પદ્ધતિઓ પર પણ કામ કરી રહ્યા છે. આ પદ્ધતિઓમાં સૌર નિસ્યંદનનો સમાવેશ થાય છે, જે પેનલમાંથી ગરમીનો ઉપયોગ પાણીને શુદ્ધ કરવા માટે કરે છે. આ તકનીકોનું પરીક્ષણ સ્ટેનફોર્ડ યુનિવર્સિટીમાં થઈ રહ્યું છે.

સંશોધકો થર્મોરેડિએટિવ પીવી ઉપકરણોના ઉપયોગની પણ તપાસ કરી રહ્યા છે. આ ઉપકરણો રાત્રે વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે પેનલમાંથી ગરમીનો ઉપયોગ કરે છે. આ ટેકનોલોજી ખાસ કરીને ઠંડા વાતાવરણમાં ઉપયોગી થઈ શકે છે જ્યાં પેનલની કાર્યક્ષમતા મર્યાદિત હોય છે. અંધારાવાળી છત પર કોષોનું તાપમાન 25degC થી વધુ વધી શકે છે. કોષોને પાણી દ્વારા પણ ઠંડુ કરી શકાય છે, જે તેમને વધુ અસરકારક બનાવે છે.

આ સંશોધકોએ તાજેતરમાં જ લવચીક સૌર કોષોનો ઉપયોગ પણ શોધી કાઢ્યો છે. આ પેનલ પાણીમાં ડૂબકીનો સામનો કરી શકે છે અને અત્યંત હળવા છે. તેઓ કાર દ્વારા દોડાવવામાં આવે તો પણ ટકી શકે છે. તેમના સંશોધનને Eni-MIT એલાયન્સ સોલર ફ્રન્ટીયર્સ પ્રોગ્રામ દ્વારા સમર્થન આપવામાં આવ્યું છે. તેઓ PV કોષોનું પરીક્ષણ કરવાની એક નવી પદ્ધતિ વિકસાવવામાં પણ સક્ષમ થયા છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ્સ પરનું નવીનતમ સંશોધન એવી ટેકનોલોજી વિકસાવવા પર કેન્દ્રિત છે જે વધુ કાર્યક્ષમ, ઓછી ખર્ચાળ અને વધુ ટકાઉ હોય. આ સંશોધન પ્રયાસો યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને વિશ્વભરમાં વિવિધ જૂથો દ્વારા હાથ ધરવામાં આવી રહ્યા છે. સૌથી આશાસ્પદ ટેકનોલોજીઓમાં બીજી પેઢીના પાતળા-ફિલ્મ સૌર કોષો અને લવચીક સૌર કોષોનો સમાવેશ થાય છે.