പുതിയ ക്വാണ്ടം കിണർ സോളാർ സെല്ലുകൾ കാര്യക്ഷമതയിൽ ലോക റെക്കോർഡ് സ്ഥാപിച്ചു

ശാസ്ത്രജ്ഞർ സമ്മർദ്ദം തുടരുന്നുസൌരോര്ജ പാനലുകൾകൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ, റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യാൻ ഒരു പുതിയ റെക്കോർഡ് ഉണ്ട്: ഒരു പുതിയ സോളാർ സെൽ സാധാരണ 1-സൂര്യൻ ആഗോള ലൈറ്റിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ 39.5 ശതമാനം കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കുന്നു.
1-സൂര്യന്റെ അടയാളം ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള സൂര്യപ്രകാശം അളക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് മാർഗം മാത്രമാണ്, ഇപ്പോൾ ഏതാണ്ട് 40% വികിരണവും വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും. ഇത്തരത്തിലുള്ള മുൻകാല റെക്കോർഡ്സോളാർ പാനൽമെറ്റീരിയലിന്റെ കാര്യക്ഷമത 39.2% ആയിരുന്നു.
നിങ്ങൾ വിചാരിക്കുന്നതിലും കൂടുതൽ തരം സോളാർ സെല്ലുകൾ ചുറ്റും ഉണ്ട്. ഇവിടെ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന തരം ട്രിപ്പിൾ-ജംഗ്ഷൻ III-V ടാൻഡം സോളാർ സെല്ലുകളാണ്, സാധാരണയായി ഉപഗ്രഹങ്ങളിലും ബഹിരാകാശ പേടകങ്ങളിലും വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും അവയ്ക്ക് ഖരഭൂമിയിൽ വലിയ സാധ്യതകളുമുണ്ട്.

"പുതിയ സെല്ലുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും ലളിതവുമാണ്, മാത്രമല്ല ഉയർന്ന നിയന്ത്രണമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ലോ-എമിഷൻ സ്പേസ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ പോലുള്ള വിവിധ പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഇത് ഉപയോഗപ്രദമാകും," നാഷണൽ റിന്യൂവബിൾ എനർജി ലബോറട്ടറിയിലെ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ മൈൽസ് സ്റ്റെയ്നർ പറഞ്ഞു..”NREL) കൊളറാഡോയിൽ.
സോളാർ സെൽ കാര്യക്ഷമതയുടെ കാര്യത്തിൽ, സമവാക്യത്തിന്റെ "ട്രിപ്പിൾ ജംഗ്ഷൻ" ഭാഗം പ്രധാനമാണ്. ഓരോ കെട്ടും സോളാർ സ്പെക്ട്രൽ ശ്രേണിയുടെ ഒരു പ്രത്യേക ഭാഗത്ത് കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, അതായത് കുറഞ്ഞ പ്രകാശം നഷ്ടപ്പെടുകയും ഉപയോഗിക്കാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
"ക്വാണ്ടം വെൽ" സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് കാര്യക്ഷമത കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. അവയുടെ പിന്നിലെ ഭൗതികശാസ്ത്രം വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്, എന്നാൽ സാമഗ്രികൾ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം തിരഞ്ഞെടുത്ത് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തതും കഴിയുന്നത്ര നേർത്തതുമാണ് എന്നതാണ് പൊതുവായ ആശയം. ഇത് ബാൻഡ് ഗ്യാപ്പിനെ ബാധിക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോണുകളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിനും വൈദ്യുത പ്രവാഹം അനുവദിക്കുന്നതിനും ആവശ്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം.
ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, മൂന്ന് ജംഗ്ഷനുകളിൽ ഗാലിയം ഇൻഡിയം ഫോസ്ഫൈഡ് (GaInP), ഗാലിയം ആർസെനൈഡ് (GaAs), കുറച്ച് അധിക ക്വാണ്ടം വെൽ കാര്യക്ഷമത, ഗാലിയം ഇൻഡിയം ആർസെനൈഡ് (GaInAs) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
”ഒരു പ്രധാന ഘടകം, GaAs ഒരു മികച്ച മെറ്റീരിയലാണ്, സാധാരണയായി III-V മൾട്ടിജംഗ്ഷൻ സെല്ലുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇതിന് ട്രിപ്പിൾ ജംഗ്ഷൻ സെല്ലുകൾക്ക് കൃത്യമായ ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് ഇല്ല, അതായത് മൂന്ന് സെല്ലുകൾക്കിടയിലുള്ള ഫോട്ടോകറന്റ് ബാലൻസ് അനുയോജ്യമല്ല, NREL ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ റയാൻ ഫ്രാൻസ് പറഞ്ഞു.
"ഇവിടെ, ക്വാണ്ടം കിണറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ ബാൻഡ് ഗ്യാപ്പ് പരിഷ്‌ക്കരിച്ചു, മികച്ച മെറ്റീരിയൽ ഗുണനിലവാരം നിലനിർത്തുന്നു, ഇത് ഈ ഉപകരണത്തെയും മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളെയും പ്രാപ്തമാക്കുന്നു."
ഈ ഏറ്റവും പുതിയ സെല്ലിൽ ചേർത്തിട്ടുള്ള ചില മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളിൽ, വോൾട്ടേജ് നഷ്ടപ്പെടാതെ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു. നിയന്ത്രണങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന് മറ്റ് നിരവധി സാങ്കേതിക മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

ഇതാണ് ഏറ്റവും ഉയർന്ന 1-സൂര്യന്റെ കാര്യക്ഷമതസോളാർ പാനൽസെൽ ഓൺ റെക്കോർഡ്, കൂടുതൽ തീവ്രമായ സൗരവികിരണത്തിൽ നിന്നുള്ള ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത ഞങ്ങൾ കണ്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും. ലാബിൽ നിന്ന് യഥാർത്ഥ ഉൽപ്പന്നത്തിലേക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യ മാറാൻ സമയമെടുക്കുമെങ്കിലും, സാധ്യമായ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ ആവേശകരമാണ്.
കോശങ്ങൾ 34.2 ശതമാനം ബഹിരാകാശ കാര്യക്ഷമതയും രേഖപ്പെടുത്തി, ഭ്രമണപഥത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അവ നേടേണ്ടത് ഇതാണ്. അവയുടെ ഭാരവും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ കണങ്ങളോടുള്ള പ്രതിരോധവും ഈ ടാസ്ക്കിന് അവയെ പ്രത്യേകിച്ച് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.
"ഇവ എഴുതുന്ന സമയത്ത് ഏറ്റവും കാര്യക്ഷമമായ 1-സൺ സോളാർ സെല്ലുകൾ ആയതിനാൽ, ഈ സെല്ലുകൾ എല്ലാ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെയും കൈവരിക്കാവുന്ന കാര്യക്ഷമതയ്ക്കായി ഒരു പുതിയ മാനദണ്ഡം സജ്ജമാക്കി," ഗവേഷകർ അവരുടെ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പേപ്പറിൽ എഴുതി.