ماخذ: مبینہ طور پر
جورجیا ٹیک میں ایک محقق ایک پیروسوائٹس پر مبنی شمسی سیل سیل رکھتا ہے، جو سلکان پر مبنی ورژن سے زیادہ لچکدار اور ہلکا ہے.
کریڈٹ: روبوٹ محسوس، جورجیا ٹیک
فیروسوائٹس کی بنیاد پر شمسی خلیوں کے بارے میں بہت کچھ ہے. وہ پیدا کرنے کے لئے آسان اور سستا ہیں، لچکدار پیش کرتے ہیں جو تنصیب کے طریقوں اور مقامات کی وسیع نئی رینج کو غیر مقفل کرسکتے ہیں، اور حالیہ برسوں میں روایتی سلکان پر مبنی خلیات کے قریب توانائی کے اثرات تک پہنچے ہیں.
لیکن یہ پتہ لگ رہا ہے کہ پیسوسوائٹس کی بنیاد پر توانائی کے آلات کیسے پیدا کرنے کے لئے تیار ہیں جو چند ماہ سے زائد طویل عرصہ تک ایک چیلنج ہے.
اب جارجیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے محققین، یونیورسٹی آف کیلیفورنیا سان ڈیاگو اور میساچوٹٹ انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنیکلز نے پروسوائٹسائٹ شمسی خلیوں کے بارے میں نئے نتائج کی اطلاع دی ہے جو بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں.
"پیروسکائٹ شمسی خلیوں نے بہت ممکنہ فوائد پیش کرتے ہیں کیونکہ وہ انتہائی ہلکا پھلکا ہیں اور لچکدار پلاسٹک کے سبسیٹس کے ساتھ بنایا جا سکتا ہے." جارجیا ٹیک سکول آف فیکٹری سائنس اور انجینئرنگ میں ایک اسسٹنٹ پروفیسر جوان پابلو کورا بعینا نے کہا. "سلکان پر مبنی شمسی خلیات کے ساتھ مارکیٹ میں مقابلہ کرنے کے قابل ہونے کے باوجود، انہیں زیادہ موثر ہونے کی ضرورت ہے."
ایک مطالعہ جس میں 8 فروری کو جرنل سائنس میں شائع کیا گیا تھا اور امریکی محکمہ توانائی اور نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کی طرف سے سپانسر کیا گیا تھا، محققین نے زیادہ تفصیل سے بیان کیا ہے کہ روایتی پیروسوسائٹس میں الکالی دھات کو کس طرح شامل کرنے کا میکانیزم بہتر کارکردگی کا باعث بنتا ہے.
کیلیفورنیا سان ڈیاگو یونیورسٹی میں نانو گنجینئر کے ایک پروفیسر ڈیوڈ فیننگ نے کہا، "پیروسوفائٹس واقعی شمسی میں کھیل کو واقعی میں تبدیل کر سکتے ہیں." "ان کی کارکردگی کے بغیر اخراجات کو کم کرنے کا امکان ہے. لیکن ان موادوں کے بارے میں بنیادی طور پر سیکھنا بہت زیادہ ہے."
پیروسکائٹ کرسٹل کو سمجھنے کے لۓ، اس کے کرسٹل ڈھانچے کے بارے میں سوچنے میں مدد ملتی ہے. ٹراد کا ایک حصہ عام طور پر عنصر کی قیادت سے بنایا جاتا ہے. دوسرا دوسرا عام طور پر ایک نامیاتی جزو جیسے میتیلیمونیم جیسے ہوتا ہے، اور تیسری بار اکثر دوسرے halides پر مشتمل ہوتا ہے جیسے برومین اور آئوڈین.
حالیہ برسوں میں، محققین نے بہتر ترجیحات حاصل کرنے کے لئے مختلف ترکیبیں جانچنے پر توجہ مرکوز کی ہے، جیسے کہ آئوڈائن اور برومین کو ساخت کی اہم اجزاء میں شامل کرنا. بعد میں، انہوں نے عام طور پر نامیاتی انووں پر قبضہ perovskite کے حصے کے لئے سیزیم اور ردیڈیم کی جگہ کی کوشش کی.
Correa Baena نے کہا کہ "ہمیں پہلے کام سے پتہ چلا ہے جس میں سیزیم اور ردیڈیم شامل ہے جس میں مخلوط برومین اور آئوڈین لیڈ فیروسوفائٹ کو بہتر استحکام اور اعلی کارکردگی کا سامنا ہے."
لیکن اس بارے میں تھوڑا سا پتہ چلا تھا کہ ان الکالی دھاتوں نے فیروسوٹائٹس کی کارکردگی بہتر کیوں نہیں کی.
یہ سمجھنے کے لئے کہ یہ کام کیوں لگ رہا تھا، محققین نے nanoscale پر perovskites کی جانچ کرنے کے لئے اعلی شدت ایکس رے تعریفیں استعمال کی.
"فیسوسکائٹ مواد کے اندر ساخت کی تلاش میں، ہم دیکھ سکتے ہیں کہ ہر فرد عنصر آلہ کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں کردار ادا کرتا ہے،" یوسی سین ڈیاگو میں ایک نینوجینگرین پی ایچ ڈی کے طالب علم یانقی (فضل) لو نے کہا.
انہوں نے دریافت کیا کہ جب سیسیم اور رابیدیم مخلوط برومائن اور آیوڈین لیڈ فیروسوائٹس میں شامل ہوئیں تو اس نے برومینی اور آئوڈین کو زیادہ سے زیادہ مل کر ملنے کا سبب بنایا، جس کے نتیجے میں ان اضافی چیزوں کے بغیر مواد سے 2 فیصد زیادہ سے زیادہ تبادلوں کی کارکردگی تک پہنچ گئی.
Fenning نے کہا کہ "ہم نے محسوس کیا کہ کیمیاتری اور ساخت میں یونیفارم وہی ہے جو پرسوسوائٹسائٹ شمسی سیل کو اس کی مکمل صلاحیت پر کام کرتی ہے." "اس پس منظر میں کسی بھی جغرافیائی حیثیت چین میں ایک کمزور لنک کی طرح ہے."
اسی طرح، محققین نے یہ بھی کہا کہ ردیڈیم یا سیزیم کو شامل کرتے ہوئے برومین اور آئوڈین بنائے جانے کے باعث برومینی اور آئوڈین کو زیادہ ہم آہنگی کے باعث بنائے جانے والے ہلکے دھاتیں اپنے کلچر کے اندر ہی کافی کلستر رہتی ہیں اور شمسی سیل میں غیر فعال "مردہ زون" بناتے ہیں جو موجودہ نہیں ہیں.
"یہ حیرت انگیز تھا،" فیننگ نے کہا. "ان مردہ زونوں سے عام طور پر شمسی سیل کو قتل کرنا پڑے گا. دوسرے مواد میں، وہ سیاہ سوراخ کی طرح کام کرتے ہیں جو دوسرے علاقوں سے برقیوں میں چکن کرتے ہیں اور کبھی جانے نہیں دیتے ہیں، لہذا آپ موجودہ اور وولٹیج سے محروم ہوجائیں گے.
"لیکن ان perovskites میں، ہم نے دیکھا کہ روڈیمیم اور سیزیم کے ارد گرد مردہ زون شمسی سیل کارکردگی کے لئے بھی نقصان دہ نہیں تھے، اگرچہ کچھ موجودہ نقصان تھا،" Fenning نے کہا. "یہ ظاہر کرتا ہے کہ یہ مواد کس طرح مضبوط ہے لیکن یہ بھی بہتر بنانے کے لئے بھی زیادہ موقع ہے."
نتائج کو یہ سمجھا جاتا ہے کہ فیسوسوائٹی پر مبنی آلات نانوسکل پر کیسے کام کرتی ہیں اور مستقبل میں بہتری کے لئے بنیاد رکھ سکتے ہیں.
Correa Baena نے کہا کہ "یہ مواد بہت سستا اثر اور اعلی کارکردگی کا وعدہ کرتا ہے، جو بہت زیادہ ہے ہمیں اس بات کا یقین کرنے کی ضرورت ہے کہ فوٹو وولٹک پینل بڑے پیمانے پر تعینات کیے جائیں." "ہم آب و ہوا کی تبدیلی کے مسائل کو ختم کرنے کی کوشش کرنا چاہتے ہیں، لہذا خیال یہ ہے کہ فوٹو وولٹک خلیات جو ممکنہ طور پر سستے ہیں."
