🎦 👼🏾 🤼 यह विज्ञान है: सरल और सस्ता सौर ऊर्जा 🤑 👵🏼 🍅

जुलाई 2013 की शुरुआत में, जर्नल नेचर में एक उल्लेखनीय लेख प्रकाशित किया गया था, जिसकी सामग्री एक बार फिर साबित करती है कि सस्ती और सरल सौर ऊर्जा होनी चाहिए, और इसके अलावा, यह निकट भविष्य के लिए एक मामला है।

1988 में, माइकल ग्रैजेल नामक एक युवक, जो अब लॉज़ेन पॉलिटेक्निक स्कूल (EPFL, स्विट्जरलैंड) में एक प्रोफेसर है, ने उस समय ब्रायन ओ'रगन (ब्रायन ओ'रगन) के साथ मिलकर एक बिल्कुल पागल विचार का प्रस्ताव दिया था, जिसका नाम था प्रकाश को अवशोषित करने के लिए सौर पैनलों में रंजक का उपयोग करें और अवशोषित ऊर्जा को एक अर्धचालक (बाद में टाइटेनियम डाइऑक्साइड) में स्थानांतरित करें। उसके बाद, जब तक वह एनोड तक नहीं पहुंच जाता, तब तक अर्धचालक के साथ इलेक्ट्रॉन "चाल" करता है, और जो डाई इलेक्ट्रॉन के बिना छोड़ दिया जाता है (अनिवार्य रूप से एक "छेद", अर्धचालकों के संदर्भ में) उसे I ^- आयनों से प्राप्त होता है, जो बदले में, I- आयनों में बदल जाता है तथाकथित रेडॉक्स वाष्प), कैथोड को चार्ज स्थानांतरित करता है। नतीजतन, दो संपर्कों में कुछ उपयोगी संभावित अंतर है। समय के साथ, इस तरह की कोशिकाओं को ग्रेज़ेल सेल्स या डाई-सेंसिटाइज़्ड सोलर सेल , DSSC (डाई सेंसिटाइज़्ड / एक्टिवेटेड सोलर सेल) के रूप में जाना जाने लगा।

DSSC ऑपरेशन का सिद्धांत ( स्रोत )

और सब कुछ ठीक हो जाएगा, अगर एक नहीं। भौतिक और रासायनिक कानूनों के दृष्टिकोण से, ऐसी बैटरी की दक्षता 33% से अधिक नहीं हो सकती है - और फिर भी, केवल सिद्धांत में। इस तरह के सौर कोशिकाओं का एकमात्र लाभ सिलिकॉन की तुलना में उनकी fabulously कम उत्पादन लागत है, उदाहरण के लिए। यह याद रखने योग्य है कि 1991 में अंतरिक्ष के लिए स्थलीय अनुप्रयोगों (पतली फिल्म तकनीकों के नवजात वर्ग सहित) और गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) के लिए दुनिया पूरी तरह से सिलिकॉन में विश्वास से शासित थी।

राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा संस्थान (यूएसए) द्वारा एकत्र किया गया डेटा

यह वास्तव में टाइटैनिक प्रयासों के 25 साल लग गए (लंबे समय तक यह 10% की सीमा से अधिक होना संभव नहीं था), जिससे कि 5-6% सौर ऊर्जा को बिजली में बदलने की दक्षता लगभग 15% हो गई!

सही खोज का सार एक पॉलीक्रिस्टलाइन पेरोविसाइट जैसे यौगिक का उपयोग है - सीएच ₃ एनएच ₃ पीबीआई ₃ - एक संवेदी और मध्यस्थ ("छेद" के कंडक्टर) के रूप में। यह सामग्री वास्तव में रासायनिक रूप से जमा की जाती है - इसमें वैक्यूम प्रतिष्ठानों की आवश्यकता नहीं होती है - मेसोपोरस टाइटेनियम डाइऑक्साइड (माइक्रोग्रफ़ में "गेंद") की सतह पर। परिणामी स्तरित केक में लगभग 1 माइक्रोमीटर (~ मानव बालों की तुलना में 50-100 गुना पतला) की मोटाई होती है और जब एन्कैप्सुलेट किया जाता है, तो यह आमतौर पर कांच की दो मोटी प्लेटों के बीच दब जाता है:

माइक्रोस्ट्रक्चर DSSC: HTM (ऑर्गेनिक होल-ट्रांसपोर्ट मटेरियल) - एक ऐसी सामग्री जो छेदों को अच्छी तरह से संचालित करती है, FTO (फ्लोरीन-डोप्ड टिन ऑक्साइड) - फ्लोरीन डोप्ड टिन ऑक्साइड, जो एक पारदर्शी इलेक्ट्रोड की भूमिका निभाता है।

लेकिन डिवाइस की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता प्रभावशाली है:

PCE ( पावर रूपांतरण क्षमता ) या ऊर्जा रूपांतरण दक्षता 15% तक पहुँच गई है! सौर उद्योग में यह वास्तव में एक महत्वपूर्ण घटना है, जिसके लिए, संयोग से, माइकल ग्रिट्ज़ेल को इस साल 9 प्रतिष्ठित नोबेल पुरस्कार विजेताओं में सबसे प्रतिष्ठित पुरस्कार - मार्सेल बेनोइस्ट पुरस्कार - से सम्मानित किया जाएगा।

वैसे, संदर्भ के लिए। 2009 में, Gratzel ने DSSC बैटरी ( iPad के प्रशंसकों के लिए , उदाहरण के लिए) का अर्ध-औद्योगिक उत्पादन शुरू किया। और, अफवाहों के अनुसार, यह लॉज़ेन में न्याय के महल की छत पर नई अत्यधिक कुशल बैटरी स्थापित करने की योजना है ...

संदर्भ:
1. पिछले कार्य के लिए खुली पहुंच का प्रकाशन ।
2. प्रकृति में अनुच्छेद ।

कभी-कभी आप संक्षेप में पढ़ सकते हैं, और कभी-कभी मेरे टेलीग्राम चैनल पर विज्ञान और प्रौद्योगिकी की खबरों के बारे में इतना नहीं - हम आपसे पूछते हैं;)

यह विज्ञान है: सरल और सस्ता सौर ऊर्जा

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