फोटोवोल्टिक पैनलों पर नवीनतम शोध

वर्तमान में, शोधकर्ता फोटोवोल्टिक्स अनुसंधान के तीन मुख्य क्षेत्रों पर काम कर रहे हैं: क्रिस्टलीय सिलिकॉन, पेरोव्स्काइट्स 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 की जाने वाली अर्धचालक सामग्री है। हालाँकि, इसकी दक्षता सैद्धांतिक सीमा से बहुत 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, जिसकी दक्षता का स्तर 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 सामग्रियों को "प्रकाश संश्लेषक परिसर" भी कहा जाता है। इनका उपयोग सौर कोशिकाओं की दक्षता बढ़ाने के लिए किया गया है। अगले कुछ वर्षों में इनके व्यावसायीकरण की उम्मीद है। सिलिकॉन की तुलना में, पेरोव्स्काइट्स अपेक्षाकृत सस्ते हैं और इनके संभावित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।

पेरोव्स्काइट को सिलिकॉन सामग्री 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 सामग्रियों 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 तरफ से ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम बनाती है। यह व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है, क्योंकि यह स्थापना लागत पर पैसे बचाता है।

पेरोव्स्काइट के अलावा, शोधकर्ता ऐसी सामग्रियों की भी खोज कर रहे हैं जो चार्ज वाहक या प्रकाश अवशोषक के रूप में कार्य कर सकती हैं। ये सामग्रियाँ सौर कोशिकाओं को अधिक किफायती बनाने में भी मदद कर सकती हैं। वे ऐसे पैनल बनाने में भी मदद कर सकती हैं जो नुकसान के प्रति कम संवेदनशील हों।

शोधकर्ता वर्तमान में एक अत्यंत कुशल टैंडेम पेरोव्स्काइट सौर सेल बनाने पर काम कर रहे हैं। इस सेल के 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 शामिल है, जो पैनल से निकलने वाली गर्मी का उपयोग पानी को शुद्ध करने के लिए करता है। इन तकनीकों का परीक्षण स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में किया जा रहा है।

शोधकर्ता थर्मोरेडीएटिव पीवी उपकरणों के उपयोग की भी जांच कर रहे हैं। ये उपकरण रात में बिजली उत्पन्न करने के लिए पैनल से निकलने वाली गर्मी 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 कोशिकाओं का तापमान 25 डिग्री सेल्सियस से अधिक तक बढ़ सकता है। कोशिकाओं को पानी से भी ठंडा किया जा सकता है, जो उन्हें अधिक प्रभावी बनाता है।

इन शोधकर्ताओं ने हाल ही में लचीले सौर सेल के उपयोग की भी खोज की है। ये पैनल पानी में डूबने पर भी टिक सकते हैं और बेहद हल्के होते हैं। वे कार से कुचले जाने पर भी टिक सकते हैं। उनके शोध को एनी-एमआईटी अलायंस सोलर फ्रंटियर्स प्रोग्राम द्वारा समर्थन प्राप्त है। वे पीवी सेल के परीक्षण की एक नई विधि विकसित करने में भी सफल रहे हैं।

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