फोटोव्होल्टेइक पॅनल्सवरील नवीनतम संशोधन

सध्या, संशोधक फोटोव्होल्टेइक संशोधनाच्या तीन मुख्य क्षेत्रांवर काम करत आहेत: क्रिस्टलीय सिलिकॉन, पेरोव्स्काईट्स आणि लवचिक सौर पेशी. हे तिन्ही क्षेत्र एकमेकांना पूरक आहेत आणि त्यांच्यात फोटोव्होल्टेइक तंत्रज्ञान आणखी कार्यक्षम बनवण्याची क्षमता आहे.

सौर पॅनेलमध्ये क्रिस्टलाइन सिलिकॉन हा सर्वात जास्त वापरला जाणारा अर्धचालक पदार्थ आहे. तथापि, त्याची कार्यक्षमता सैद्धांतिक मर्यादेपेक्षा खूपच कमी आहे. म्हणूनच, संशोधकांनी प्रगत क्रिस्टलाइन पीव्ही विकसित करण्यावर लक्ष केंद्रित करण्यास सुरुवात केली आहे. राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाळा सध्या III-V मल्टीजंक्शन मटेरियल विकसित करण्यावर लक्ष केंद्रित करत आहे ज्यांची कार्यक्षमता पातळी 30% पर्यंत असण्याची अपेक्षा आहे.

पेरोव्स्काईट्स हे तुलनेने नवीन प्रकारचे सौर पेशी आहेत जे अलिकडेच प्रभावी आणि कार्यक्षम असल्याचे सिद्ध झाले आहे. या पदार्थांना "प्रकाशसंश्लेषण संकुल" असेही म्हणतात. सौर पेशींची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी त्यांचा वापर केला जात आहे. पुढील काही वर्षांत त्यांचे व्यावसायिकीकरण होण्याची अपेक्षा आहे. सिलिकॉनच्या तुलनेत, पेरोव्स्काईट्स तुलनेने स्वस्त आहेत आणि त्यांच्याकडे विस्तृत संभाव्य अनुप्रयोग आहेत.

पेरोव्स्काईटला सिलिकॉन मटेरियलसोबत एकत्र करून एक प्रभावी आणि टिकाऊ सौर सेल तयार करता येतो. पेरोव्स्काईट क्रिस्टल सोलर सेल सिलिकॉनपेक्षा २० टक्के अधिक कार्यक्षम असू शकतात. पेरोव्स्काईट आणि Si-PV मटेरियलने २८ टक्क्यांपर्यंत विक्रमी कार्यक्षमता पातळी देखील दर्शविली आहे. याव्यतिरिक्त, संशोधकांनी बायफेशियल तंत्रज्ञान विकसित केले आहे जे सौर पेशींना पॅनेलच्या दोन्ही बाजूंनी ऊर्जा मिळविण्यास सक्षम करते. हे विशेषतः व्यावसायिक अनुप्रयोगांसाठी फायदेशीर आहे, कारण ते स्थापना खर्चावर पैसे वाचवते.

पेरोव्स्काईट्स व्यतिरिक्त, संशोधक अशा पदार्थांचा देखील शोध घेत आहेत जे चार्ज वाहक किंवा प्रकाश शोषक म्हणून काम करू शकतात. हे पदार्थ सौर पेशींना अधिक किफायतशीर बनविण्यास देखील मदत करू शकतात. ते असे पॅनेल तयार करण्यास देखील मदत करू शकतात जे नुकसानास कमी संवेदनशील असतात.

संशोधक सध्या अत्यंत कार्यक्षम टँडम पेरोव्स्काईट सोलर सेल तयार करण्यावर काम करत आहेत. पुढील काही वर्षांत या सेलचे व्यावसायिकीकरण होण्याची अपेक्षा आहे. संशोधक अमेरिकेच्या ऊर्जा विभाग आणि राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशनशी सहयोग करत आहेत.

याशिवाय, संशोधक अंधारात सौरऊर्जा मिळविण्याच्या नवीन पद्धतींवर देखील काम करत आहेत. या पद्धतींमध्ये सौर ऊर्जेचा समावेश आहे, जो पॅनेलमधील उष्णतेचा वापर पाणी शुद्ध करण्यासाठी करतो. स्टॅनफोर्ड विद्यापीठात या तंत्रांची चाचणी घेतली जात आहे.

संशोधक थर्मोरेडिएटिव्ह पीव्ही उपकरणांच्या वापराचाही शोध घेत आहेत. रात्री वीज निर्मितीसाठी ही उपकरणे पॅनेलमधून उष्णता वापरतात. हे तंत्रज्ञान विशेषतः थंड हवामानात उपयुक्त ठरू शकते जिथे पॅनेलची कार्यक्षमता मर्यादित असते. गडद छतावर पेशींचे तापमान 25 अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त वाढू शकते. पेशी पाण्याने देखील थंड केल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे त्या अधिक प्रभावी होतात.

या संशोधकांनी अलिकडेच लवचिक सौर पेशींचा वापर देखील शोधून काढला आहे. हे पॅनेल पाण्यात बुडून जाण्यास सक्षम आहेत आणि अत्यंत हलके आहेत. ते कारने चालवले जाण्यावर देखील टिकू शकतात. त्यांच्या संशोधनाला एनी-एमआयटी अलायन्स सोलर फ्रंटियर्स प्रोग्रामचे समर्थन आहे. ते पीव्ही पेशींची चाचणी करण्याची एक नवीन पद्धत देखील विकसित करण्यात सक्षम झाले आहेत.

फोटोव्होल्टेइक पॅनल्सवरील नवीनतम संशोधन अधिक कार्यक्षम, कमी खर्चिक आणि अधिक टिकाऊ तंत्रज्ञान विकसित करण्यावर केंद्रित आहे. हे संशोधन प्रयत्न युनायटेड स्टेट्स आणि जगभरातील विविध गटांद्वारे केले जात आहेत. सर्वात आशादायक तंत्रज्ञानामध्ये दुसऱ्या पिढीतील पातळ-फिल्म सौर पेशी आणि लवचिक सौर पेशींचा समावेश आहे.