फोटोवोल्टिक पैनलों पर नवीनतम शोध

वर्तमान में, शोधकर्ता फोटोवोल्टिक्स अनुसंधान के तीन मुख्य क्षेत्रों पर काम कर रहे हैं: क्रिस्टलीय सिलिकॉन, पेरोवस्काइट्स और लचीले सौर सेल। ये तीनों क्षेत्र एक दूसरे के पूरक हैं और इनमें फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकी को और भी अधिक कुशल बनाने की क्षमता है।

क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर पैनलों में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला अर्धचालक पदार्थ है। हालांकि, इसकी दक्षता सैद्धांतिक सीमा से काफी कम है। इसलिए, शोधकर्ताओं ने उन्नत क्रिस्टलीय सौर पैनलों के विकास पर ध्यान केंद्रित करना शुरू कर दिया है। राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला वर्तमान में III-V मल्टीजंक्शन पदार्थों के विकास पर काम कर रही है, जिनसे 30% तक दक्षता प्राप्त होने की उम्मीद है।

पेरोवस्काइट्स एक अपेक्षाकृत नया प्रकार का सौर सेल है, जो हाल ही में प्रभावी और कुशल साबित हुआ है। इन पदार्थों को "प्रकाश संश्लेषक कॉम्प्लेक्स" भी कहा जाता है। इनका उपयोग सौर सेलों की दक्षता बढ़ाने के लिए किया गया है। उम्मीद है कि अगले कुछ वर्षों में इनका व्यावसायीकरण हो जाएगा। सिलिकॉन की तुलना में पेरोवस्काइट्स अपेक्षाकृत सस्ते हैं और इनके अनुप्रयोगों की व्यापक संभावनाएं हैं।

पेरोवस्काइट को सिलिकॉन सामग्री के साथ मिलाकर एक प्रभावी और टिकाऊ सौर सेल बनाया जा सकता है। पेरोवस्काइट क्रिस्टल सौर सेल सिलिकॉन की तुलना में 20 प्रतिशत अधिक कुशल हो सकते हैं। पेरोवस्काइट और Si-PV सामग्रियों ने 28 प्रतिशत तक की रिकॉर्ड दक्षता भी प्रदर्शित की है। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने बाइफेशियल तकनीक विकसित की है जो सौर सेल को पैनल के दोनों तरफ से ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम बनाती है। यह व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है, क्योंकि इससे स्थापना लागत में बचत होती है।

पेरोवस्काइट्स के अलावा, शोधकर्ता ऐसे पदार्थों की भी खोज कर रहे हैं जो आवेश वाहक या प्रकाश अवशोषक के रूप में कार्य कर सकें। ये पदार्थ सौर सेल को अधिक किफायती बनाने में भी सहायक हो सकते हैं। साथ ही, इनसे ऐसे पैनल बनाने में भी मदद मिल सकती है जो क्षति के प्रति कम संवेदनशील हों।

शोधकर्ता वर्तमान में एक अत्यंत कुशल टैंडम पेरोव्स्काइट सौर सेल बनाने पर काम कर रहे हैं। उम्मीद है कि अगले कुछ वर्षों में इस सेल का व्यावसायिक उपयोग शुरू हो जाएगा। शोधकर्ता अमेरिकी ऊर्जा विभाग और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के साथ मिलकर काम कर रहे हैं।

इसके अलावा, शोधकर्ता अंधेरे में सौर ऊर्जा का दोहन करने के नए तरीकों पर भी काम कर रहे हैं। इन तरीकों में सौर आसवन शामिल है, जो पैनल से निकलने वाली गर्मी का उपयोग पानी को शुद्ध करने के लिए करता है। इन तकनीकों का परीक्षण स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में किया जा रहा है।

शोधकर्ता थर्मोरेडिएटिव पीवी उपकरणों के उपयोग की भी जांच कर रहे हैं। ये उपकरण रात में बिजली उत्पन्न करने के लिए पैनल से निकलने वाली गर्मी का उपयोग करते हैं। यह तकनीक ठंडे मौसम वाले क्षेत्रों में विशेष रूप से उपयोगी हो सकती है जहां पैनल की दक्षता सीमित होती है। अंधेरी छत पर कोशिकाओं का तापमान 25 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। कोशिकाओं को पानी से ठंडा भी किया जा सकता है, जिससे वे अधिक प्रभावी हो जाती हैं।

इन शोधकर्ताओं ने हाल ही में लचीले सौर सेल के उपयोग की खोज की है। ये पैनल पानी में डूबने पर भी खराब नहीं होते और बेहद हल्के होते हैं। ये कार के नीचे आने पर भी टूटते नहीं हैं। उनके शोध को एनआई-एमआईटी एलायंस सोलर फ्रंटियर्स प्रोग्राम का समर्थन प्राप्त है। उन्होंने पीवी सेल के परीक्षण की एक नई विधि भी विकसित की है।

फोटोवोल्टिक पैनलों पर नवीनतम शोध अधिक कुशल, कम खर्चीली और अधिक टिकाऊ प्रौद्योगिकियों के विकास पर केंद्रित है। ये शोध कार्य संयुक्त राज्य अमेरिका और दुनिया भर के विभिन्न समूहों द्वारा किए जा रहे हैं। सबसे आशाजनक प्रौद्योगिकियों में दूसरी पीढ़ी के पतले-फिल्म वाले सौर सेल और लचीले सौर सेल शामिल हैं।