ऑस्ट्रेलिया सौर कोशिकाओं को बेहतर और सस्ता बनाने के लिए नई सामग्री विकसित करेगा

न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय (यूएनएसडब्ल्यू सिडनी) के मार्टिन ग्रीन के नेतृत्व में फोटोवोल्टिक टीम द्वारा अग्रणी पीईआरसी तकनीक को दुनिया के सौर विनिर्माण उद्योग द्वारा अपनाया गया है।

दुनिया के 80% से अधिक नए सौर सेल ऑस्ट्रेलिया द्वारा विकसित PERC तकनीक द्वारा संचालित हैं

पिछले एक दशक में सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलने की लागत में 90 प्रतिशत से अधिक की गिरावट आई है।सौर ऊर्जा वर्तमान में नए ऊर्जा स्रोतों से बिजली उत्पन्न करने का सबसे सस्ता तरीका है।
वर्तमान में, सौर ऊर्जा हमें बहुत ही प्रतिस्पर्धी लागत पर उत्सर्जन को कम करने में मदद करती है, लेकिन चूंकि सौर ऊर्जा दुनिया की 5% से भी कम बिजली प्रदान करती है, इसलिए इस मोर्चे पर अभी भी बहुत कुछ किया जाना बाकी है।
ऑस्ट्रेलिया के वैश्विक प्रगति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की संभावना है।ऑस्ट्रेलिया दशकों से सौर प्रौद्योगिकी विकास और अनुप्रयोग में सबसे आगे रहा है।ऑस्ट्रेलिया ने पिछले 40 वर्षों में से 30 वर्षों के लिए सिलिकॉन सौर कोशिकाओं के प्रदर्शन का रिकॉर्ड अपने नाम किया है।ऑस्ट्रेलिया में अब किसी भी अन्य ओईसीडी देश की तुलना में प्रति व्यक्ति अधिक सौर परिनियोजन है, जो उनकी बिजली की लगभग 15% जरूरतों को पूरा करता है।दुनिया के 80% से अधिक नए सौर पैनल PERC तकनीक पर आधारित सौर सेल हैं, जिसे ऑस्ट्रेलिया में सफलतापूर्वक विकसित किया गया था।

तो सौर ऊर्जा के लिए आगे क्या है?ऑस्ट्रेलिया भर में सैकड़ों शोधकर्ता दो लक्ष्यों पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं: लागत में और कटौती करना और आने वाली सूरज की रोशनी का उपयोग जितना संभव हो उतना बिजली उत्पन्न करना यानी फोटोवोल्टिक दक्षता बढ़ाना।

सौर ऊर्जा में सुधार की आवश्यकता क्यों है?

अगर हम तकनीक को चरम पर ले जाएं तो सौर ऊर्जा में हमारे उद्योग, परिवहन और हमारे जीवन के तरीके को बदलने की क्षमता है।

अल्ट्रा-सस्ती बिजली ऊर्जा भंडारण के लिए या औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग के लिए पानी को हरित हाइड्रोजन में परिवर्तित करने से लेकर परिवहन, ऊर्जा प्रणालियों और अन्य सभी चीजों के लिए हम जीवाश्म ईंधन का उपयोग करने के लिए भारी संभावनाएं खोलती हैं।

पिछले साल, ऑस्ट्रेलियाई अक्षय ऊर्जा एजेंसी ने अल्ट्रा-लो-कॉस्ट सोलर के लिए अपना दृष्टिकोण रखा था।लक्ष्य महत्वाकांक्षी है लेकिन प्राप्त करने योग्य है।
एजेंसी 2030 तक वाणिज्यिक सौर कोशिकाओं की दक्षता को मौजूदा 22% से बढ़ाकर 30% करने की उम्मीद करती है। यह बड़े पैमाने पर पूर्ण सिस्टम लागत (पैनल, इनवर्टर और ट्रांसमिशन) को 50 प्रतिशत से घटाकर $0.30 प्रति वाट करना चाहती है।

इसके लिए गहन शोध की आवश्यकता है।250 से अधिक ऑस्ट्रेलियाई शोधकर्ता इन लक्ष्यों की दिशा में ऑस्ट्रेलियाई सेंटर फॉर एडवांस्ड फोटोवोल्टिक्स में काम कर रहे हैं, जो छह विश्वविद्यालयों और सीएसआईआरओ के बीच एक साझेदारी है।
सिलिकॉन से परे नई सामग्रियों की तलाश में सौर सेल सूर्य के प्रकाश को बिना गतिमान भागों के बिजली में परिवर्तित करते हैं।जब सूर्य का प्रकाश आमतौर पर सौर कोशिकाओं में उपयोग की जाने वाली सिलिकॉन सामग्री से टकराता है, तो इसकी ऊर्जा एक इलेक्ट्रॉन छोड़ती है जो इसे सामग्री के माध्यम से स्थानांतरित करने की अनुमति देती है, जैसे कि एक इलेक्ट्रॉन तार या बैटरी के माध्यम से चलता है।

आपकी छत पर सौर पैनल रेगिस्तानी रेत के रूप में शुरू हो सकते हैं, सिलिका में पिघल सकते हैं, सिलिकॉन में परिष्कृत हो सकते हैं, और फिर 99.999% शुद्ध पॉलीसिलिकॉन में परिष्कृत हो सकते हैं।यह बहुमुखी सामग्री दशकों से सौर सफलता के केंद्र में रही है।महत्वपूर्ण रूप से, यह स्केलेबल है - पिनहेड के आकार से लेकर वर्ग किलोमीटर को कवर करने वाले सरणियों तक।

लेकिन इन पैनलों पर पड़ने वाले सूर्य के प्रकाश की मात्रा को पूरी तरह से अधिकतम करने के लिए, हमें केवल सिलिकॉन से अधिक की आवश्यकता है।हम अकेले सिलिकॉन से 30% दक्षता हासिल नहीं कर सकते।

अग्रानुक्रम सेल पर एक नज़र डालें - एक सौर सैंडविच।चूंकि सिलिकॉन केवल 34 प्रतिशत दृश्य प्रकाश को अवशोषित कर सकता है, शोधकर्ताओं ने प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को पकड़ने के लिए अन्य सामग्रियों की परतों को जोड़ने पर ध्यान केंद्रित किया।

पेरोव्स्काइट्स एक विकल्प हैं।सामग्री को तरल स्रोत से मुद्रित या लेपित किया जा सकता है, जिससे इसे संसाधित करना सस्ता हो जाता है।जब हमने इस सामग्री को सिलिकॉन के ऊपर रखा, तो हम सौर सेल दक्षता में एक विशाल छलांग देख सकते थे।

जबकि संभावनाएं आशाजनक हैं, अभी भी कुछ मुद्दों पर काम किया जाना है - विशेष रूप से, यह कैसे सुनिश्चित किया जाए कि पेरोव्स्काइट्स 20 वर्षों से अधिक समय तक चलेगा जैसा कि हम सिलिकॉन स्लैब से उम्मीद करते आए हैं।

शोधकर्ता अन्य सामग्रियों को भी देख रहे हैं, जैसे पॉलिमर और चाकोजेनाइड्स, सामान्य खनिजों का एक समूह जिसमें सल्फाइड शामिल हैं जो पतली, लचीली सौर कोशिकाओं में वादा दिखाते हैं।

कोई भी नई सामग्री न केवल सूर्य के प्रकाश को इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करने में अच्छी होनी चाहिए, बल्कि पृथ्वी की पपड़ी में प्रचुर मात्रा में, सस्ती और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त स्थिर होनी चाहिए।उदाहरण के लिए, चाकोजेनाइड्स तांबे, टिन, जस्ता और सल्फर जैसे सामान्य तत्वों से बने होते हैं।

यदि यह 30% दक्षता प्राप्त कर सकता है, तो यह बहुत बड़ा लाभ लाएगा।एक बड़ा सौर ऊर्जा संयंत्र बनाने की लागत कम हो जाएगी।अधिक कुशल सौर कोशिकाओं के साथ, समान बिजली उत्पादन के लिए कम पैनल और कम भूमि की आवश्यकता होती है।