फोटोवोल्टिक पैनलों पर नवीनतम शोध

वर्तमान में, शोधकर्ता फोटोवोल्टिक अनुसंधान के तीन मुख्य क्षेत्रों पर काम कर रहे हैं: क्रिस्टलीय सिलिकॉन, पेरोव्स्काइट और लचीले सौर सेल। ये तीनों क्षेत्र एक-दूसरे के पूरक हैं, और इनमें फोटोवोल्टिक तकनीक को और भी अधिक कुशल बनाने की क्षमता है।

क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर पैनलों में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला अर्धचालक पदार्थ है। हालाँकि, इसकी दक्षता सैद्धांतिक सीमा से काफी कम है। इसलिए, शोधकर्ताओं ने उन्नत क्रिस्टलीय पीवी विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करना शुरू कर दिया है। राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला वर्तमान में III-V मल्टीजंक्शन सामग्री विकसित करने पर ध्यान केंद्रित कर रही है, जिनकी दक्षता 30% तक होने की उम्मीद है।

पेरोव्स्काइट्स एक अपेक्षाकृत नए प्रकार के सौर सेल हैं जिन्हें हाल ही में प्रभावी और कुशल साबित किया गया है। इन पदार्थों को "प्रकाश संश्लेषक संकुल" भी कहा जाता है। इनका उपयोग सौर सेल की दक्षता बढ़ाने के लिए किया गया है। अगले कुछ वर्षों में इनके व्यावसायिक रूप से उपलब्ध होने की उम्मीद है। सिलिकॉन की तुलना में, पेरोव्स्काइट्स अपेक्षाकृत सस्ते हैं और इनके कई संभावित अनुप्रयोग हैं।

पेरोव्स्काइट्स को सिलिकॉन पदार्थों के साथ मिलाकर एक प्रभावी और टिकाऊ सौर सेल बनाया जा सकता है। पेरोव्स्काइट क्रिस्टल सौर सेल सिलिकॉन की तुलना में 20 प्रतिशत अधिक कुशल हो सकते हैं। पेरोव्स्काइट और Si-PV पदार्थों ने 28 प्रतिशत तक की रिकॉर्ड दक्षता भी दिखाई है। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने द्विमुखी तकनीक विकसित की है जो सौर कोशिकाओं को पैनल के दोनों ओर से ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम बनाती है। यह व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से लाभदायक है, क्योंकि इससे स्थापना लागत में बचत होती है।

पेरोव्स्काइट्स के अलावा, शोधकर्ता ऐसे पदार्थों की भी खोज कर रहे हैं जो आवेश वाहक या प्रकाश अवशोषक के रूप में कार्य कर सकें। ये पदार्थ सौर कोशिकाओं को अधिक किफायती बनाने में भी मदद कर सकते हैं। ये ऐसे पैनल बनाने में भी मदद कर सकते हैं जो कम क्षतिग्रस्त हों।

शोधकर्ता वर्तमान में एक अत्यंत कुशल टैंडम पेरोव्स्काइट सौर सेल बनाने पर काम कर रहे हैं। इस सेल का अगले कुछ वर्षों में व्यावसायीकरण होने की उम्मीद है। शोधकर्ता अमेरिकी ऊर्जा विभाग और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के साथ मिलकर काम कर रहे हैं।

इसके अलावा, शोधकर्ता अंधेरे में सौर ऊर्जा प्राप्त करने के नए तरीकों पर भी काम कर रहे हैं। इन तरीकों में सौर आसवन भी शामिल है, जिसमें पैनल से निकलने वाली गर्मी का उपयोग पानी को शुद्ध करने के लिए किया जाता है। इन तकनीकों का परीक्षण स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में किया जा रहा है।

शोधकर्ता थर्मोरेडिएटिव पीवी उपकरणों के उपयोग पर भी शोध कर रहे हैं। ये उपकरण रात में बिजली उत्पन्न करने के लिए पैनल से निकलने वाली ऊष्मा का उपयोग करते हैं। यह तकनीक विशेष रूप से ठंडे मौसम में उपयोगी हो सकती है जहाँ पैनल की दक्षता सीमित होती है। अंधेरी छत पर इन कोशिकाओं का तापमान 25 डिग्री सेल्सियस से भी अधिक तक बढ़ सकता है। इन कोशिकाओं को पानी से भी ठंडा किया जा सकता है, जिससे ये अधिक प्रभावी हो जाती हैं।

इन शोधकर्ताओं ने हाल ही में लचीले सौर सेलों के उपयोग की भी खोज की है। ये पैनल पानी में डूबने पर भी टिक सकते हैं और बेहद हल्के होते हैं। ये कार के नीचे आने पर भी टिक सकते हैं। उनके शोध को एनी-एमआईटी अलायंस सोलर फ्रंटियर्स प्रोग्राम का समर्थन प्राप्त है। वे पीवी सेलों के परीक्षण का एक नया तरीका भी विकसित करने में सफल रहे हैं।

फोटोवोल्टिक पैनलों पर नवीनतम शोध ऐसी तकनीकों के विकास पर केंद्रित है जो अधिक कुशल, कम खर्चीली और अधिक टिकाऊ हों। ये शोध कार्य संयुक्त राज्य अमेरिका और दुनिया भर में विभिन्न समूहों द्वारा किए जा रहे हैं। सबसे आशाजनक तकनीकों में दूसरी पीढ़ी की पतली फिल्म वाली सौर कोशिकाएँ और लचीली सौर कोशिकाएँ शामिल हैं।