21 শতাংশ দক্ষতা! ক্যালসিয়াম-টাইটানিয়াম আকরিক ব্যাটারির জন্য নতুন উপাদান প্রস্তুতি উন্মোচন করা হয়েছে
Jan 17, 2023
অস্ট্রেলিয়ার মোনাশ ইউনিভার্সিটি এবং চীনের উহান ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির গবেষকদের মধ্যে একটি সহযোগিতায়, এই জুটি বলে যে তারা ফর্মামাইড-সিসিয়াম চ্যালকোজেনাইড সৌর কোষ তৈরির জন্য একটি অগ্রদূত উপাদান হিসাবে সীসা অ্যাসিটেট ব্যবহার করে 21 শতাংশ রূপান্তর দক্ষতা অর্জন করতে সক্ষম হয়েছিল।
একটি নন-হ্যালাইড সীসা উৎস থেকে তৈরি একটি ডিভাইসের জন্য দক্ষতা সেরা রেকর্ড করা ফলাফল বলা হয়। এটি টেকসই, উচ্চ-দক্ষতা চ্যালকোজেনাইড ফটোভোলটাইক্সের শিল্প উত্পাদনের পথ তৈরি করতে পারে।
সাধারণত, বেশিরভাগ চ্যালকোজেনাইড সৌর কোষ গবেষণা সীসা হ্যালাইড ব্যবহার করে, বিশেষত একটি যৌগ যা সীসা আয়োডাইড নামে পরিচিত। যাইহোক, সীসা আয়োডাইড অবশ্যই 99.99 শতাংশ বিশুদ্ধ হতে হবে এবং তাই কোষে ব্যবহার করা ব্যয়বহুল।
এই সমস্যা সমাধানের জন্য, দলটি স্থিতিশীল ফরমামাইড-সিসিয়াম চ্যালকোজেনাইড সৌর কোষ তৈরি করতে সীসা আয়োডাইডের পরিবর্তে সীসা অ্যাসিটেট ব্যবহার করে প্রথম হয়ে ওঠে।
পরীক্ষার ডিভাইসগুলি দুর্দান্ত তাপীয় স্থিতিশীলতা দেখিয়েছে, 3300 ঘন্টা পরে 65 ডিগ্রিতে কার্যক্ষমতার কোন ক্ষতি ছাড়াই কাজ চালিয়ে যাচ্ছে।
এই কোষগুলি ব্যবহার করে একটি ছোট প্রোটোটাইপ সোলার মডিউল 18.8 শতাংশের দক্ষতা অর্জন করেছে। চ্যালকোজেনাইড স্তরগুলির বৃহৎ অঞ্চলগুলি একটি একক-পদক্ষেপ ব্লেড আবরণ দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল, যা শিল্প উত্পাদনের সম্ভাব্য সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করে।
প্রধান লেখক জি ঝাও, মোনাশ ইউনিভার্সিটির একজন পিএইচডি ছাত্র, বলেছেন: "আমরা নিখুঁত, উচ্চ-মানের ফর্মামাইড-সিসিয়াম চ্যালকোজেনাইড ফিল্মগুলি পেতে এক-ধাপে স্পিন-কোটিং প্রক্রিয়ায় সীসা অ্যাসিটেট ব্যবহার করতে সক্ষম হয়েছি ...... যেহেতু আমাদের অ্যান্টি-সলভেন্টের প্রয়োজন নেই, আমরা ব্লেড লেপের মতো বড় মাপের কৌশলগুলির মাধ্যমে এটি অর্জন করতে পারি, যার মানে শিল্প উত্পাদনের সম্ভাব্যতা রয়েছে।"
গোপন উপাদান অ্যামোনিয়াম
সিলিকনের তুলনায়, চ্যালকোজেনাইড থেকে তৈরি পাতলা-ফিল্ম সৌর কোষগুলিতে সৌর শক্তি সেক্টরকে রূপান্তরিত করার সম্ভাবনা রয়েছে কারণ সেগুলি তৈরি করা সস্তা, নমনীয় এবং একটি টিউনেবল ব্যান্ড গ্যাপ রয়েছে।
যাইহোক, গবেষকরা এখনও নির্ভরযোগ্যতার সমস্যা নিয়ে ঝাঁপিয়ে পড়েছেন এবং তাদের অবশ্যই এমন ডিভাইস তৈরির উপায় খুঁজে বের করতে হবে যা বাণিজ্যিকভাবে উত্পাদিত হতে পারে।
তাদের চমৎকার স্থিতিশীলতার কারণে, গবেষকরা নির্ধারণ করেছেন যে ফরমামাইড এবং সিজিয়াম ব্যবহার করে তৈরি করা চ্যালকোজেনাইডগুলি আদর্শ বাণিজ্যিক প্রার্থী। অগ্রদূত হিসাবে সীসা অ্যাসিটেট ব্যবহার করে তাদের সংশ্লেষণ করার পূর্ববর্তী প্রচেষ্টা ব্যর্থ হয়েছিল।
এই সমস্যাটি তদন্ত এবং সমাধান করার জন্য, গবেষকরা অন্তর্নিহিত আণবিক প্রক্রিয়াগুলি তদন্ত করেছিলেন।
এক্স-রে বিচ্ছুরণ এবং পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করে, গবেষকরা একটি জটিল পর্যায়ে উদ্বায়ী ক্যাটেশন (ধনাত্মক চার্জযুক্ত আয়ন) হিসাবে অ্যামোনিয়াম ব্যবহার করার প্রয়োজনীয়তা চিহ্নিত করেছেন।
অবদানকারী লেখক সেবাস্টিয়ান ফুরার বলেছেন, "অ্যামোনিয়ামের উপস্থিতি অবাঞ্ছিত উপ-পণ্য তৈরি না করে অ্যানিলিং প্রক্রিয়ার সময় অবশিষ্ট অ্যাসিটিক অ্যাসিডকে তাড়িয়ে দেয়।"
রাসায়নিক যৌগ সীসা অ্যাসিটেট সীসা হ্যালাইডের তুলনায় কম ত্রুটি সহ মসৃণ ফিল্ম তৈরি করার জন্য একটি খুব প্রতিশ্রুতিশীল বিকল্প অগ্রদূত, গবেষকরা বলেছেন।
এখনও অবধি, সীসা অ্যাসিটেট শুধুমাত্র মেথিলামোনিয়াম বা সিজিয়াম-ভিত্তিক চ্যালকোজেনাইড তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছে, যা তুলনামূলকভাবে অস্থির এবং ব্যবহারিক প্রয়োগের জন্য অনুপযুক্ত।
সংশ্লিষ্ট লেখক ওয়েনক্সিন মাও বলেছেন, "আমরা সমগ্র গবেষণা সম্প্রদায়কে উচ্চ-মানের চ্যালকোজেনাইড সৌর কোষ তৈরির জন্য একটি দ্বিতীয় পদ্ধতি প্রদান করি।"
সম্প্রতি, হেলমহোল্টজ-জেনট্রাম বার্লিন সেন্টারের গবেষকরা বলেছেন যে তারা স্ট্যাক করা সৌর কোষে 32.5 শতাংশ রূপান্তর দক্ষতা অর্জন করেছে, যা এই প্রযুক্তির জন্য সর্বোচ্চ এবং একটি বিশ্ব রেকর্ড। নতুন স্তরিত সৌর কোষের নীচে একটি সিলিকন কোষ এবং উপরে একটি ক্যালসিয়াম টাইটানাইট কোষ রয়েছে।
নভেম্বরে, জার্মানির স্টুটগার্টে বাডেন-ওয়ার্টেমবার্গ সেন্টার ফর সোলার এনার্জি অ্যান্ড হাইড্রোজেন রিসার্চের একটি গবেষণা দল, 21 শতাংশের বেশি দক্ষতার সাথে একটি স্তুপীকৃত সৌর মডিউল তৈরি করতে তামা ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম সেলেনাইডের সাথে চ্যালকোজেনাইড একত্রিত করে।
