'द डार्क साइड' से सौर ऊर्जा एक नए फॉर्मूले द्वारा अनलॉक की गई

डबल-पक्षीय सौर सेल पहले से ही पैनलों को भूमि या छतों पर लंबवत रूप से और यहां तक कि क्षैतिज रूप से गैस स्टेशन की चंदवा के रूप में बैठने के लिए सक्षम कर रहे हैं, लेकिन यह ज्ञात नहीं है कि ये पैनल अंततः कितनी बिजली उत्पन्न कर सकते हैं या वे पैसे बचा सकते हैं।

एक नए थर्मोडायनामिक सूत्र से पता चलता है कि द्वि-पक्षीय कोशिकाएं बनाने वाले द्वि-पक्षीय पैनल औसतन 15% से 20% अधिक बिजली उत्पन्न करते हैं, जो आज के एक-तरफा सौर पैनलों की मोनोफेशियल कोशिकाओं की तुलना में घास, रेत जैसे विभिन्न अनाज को ध्यान में रखते हैं। कंक्रीट और गंदगी।

दो पर्ड्यू विश्वविद्यालय के भौतिकविदों द्वारा विकसित सूत्र का उपयोग मिनटों में सबसे अधिक बिजली की गणना के लिए किया जा सकता है जो कि एक सौर ऊर्जा कोशिकाओं द्वारा विभिन्न प्रकार के वातावरण में उत्पन्न हो सकती है, जैसा कि एक थर्मोडायनामिक सीमा द्वारा परिभाषित किया गया है।

"सूत्र में सिर्फ एक सरल त्रिभुज शामिल है, लेकिन मॉडलिंग और अनुसंधान के लिए आवश्यक रूप से इस सरल रूप से सरल सूत्रीकरण के लिए अत्यंत जटिल भौतिकी समस्या को दूर करना है। यह त्रिभुज कंपनियों को अगली पीढ़ी के सौर कोशिकाओं में निवेश पर बेहतर निर्णय लेने और यह पता लगाने में मदद करेगा कि कैसे डिजाइन किया जाए। उन्हें और अधिक कुशल बनाने के लिए, "मुहम्मद" अशरफ "आलम, पर्ड्यू के जय एन। गुप्ता इलेक्ट्रिकल एंड कंप्यूटर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर।

प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज में प्रकाशित एक पत्र में, आलम और बांग्लादेश में ईस्ट वेस्ट यूनिवर्सिटी के सहायक प्रोफेसर, सह-शिक्षक रायन खान, यह भी बताते हैं कि कैसे विकसित सभी सौर ऊर्जा की थर्मोडायनामिक सीमाओं की गणना करने के लिए सूत्र का उपयोग किया जा सकता है पिछले 50 साल। इन परिणामों को अगले 20 से 30 वर्षों में विकसित होने की संभावना प्रौद्योगिकी के लिए सामान्यीकृत किया जा सकता है।

उम्मीद यह है कि इन गणनाओं से सौर खेतों को पहले उनके उपयोग में आने वाली बिफेशियल कोशिकाओं का पूरा लाभ उठाने में मदद मिलेगी।

"लागत प्रभावी तरीके से क्षेत्र में दिखाने के लिए मोनोफेशियल कोशिकाओं को लगभग 50 साल लग गए," आलम ने कहा। "प्रौद्योगिकी उल्लेखनीय रूप से सफल रही है, लेकिन हम अब जानते हैं कि हम उनकी दक्षता में अब अधिक वृद्धि नहीं कर सकते हैं या लागत को कम नहीं कर सकते हैं। हमारा सूत्र तेजी से समय के पैमाने पर द्विविवाहित प्रौद्योगिकी के विकास को निर्देशित और गति देगा।"

हो सकता है कि पेपर ने समय रहते गणित सुलझा लिया हो: विशेषज्ञों का अनुमान है कि 2030 तक दुनिया भर में सोलर पैनल के लिए बाइफैशियल सोलर सेल लगभग आधे बाजार के हिस्से का हिस्सा होंगे।

आलम के दृष्टिकोण को "शॉक्ले-क्वीसर त्रिकोण" कहा जाता है, क्योंकि यह एक मोनोफेशियल सौर सेल की अधिकतम सैद्धांतिक दक्षता पर शोधकर्ताओं विलियम शॉक्ले और हंस-जोकिम क्विससर द्वारा की गई भविष्यवाणियों पर आधारित है। यह अधिकतम बिंदु, या थर्मोडायनामिक सीमा, एक नीचे की ओर झुकी हुई रेखा रेखा पर पहचानी जा सकती है जो एक त्रिकोण आकार बनाती है।

सूत्र से पता चलता है कि सतह से परावर्तित प्रकाश के साथ बिफासियल सौर कोशिकाओं का दक्षता लाभ बढ़ता है। उल्लेखनीय रूप से अधिक शक्ति कंक्रीट से परावर्तित प्रकाश से परिवर्तित होगी, उदाहरण के लिए, वनस्पति के साथ एक सतह की तुलना में।

शोधकर्ता फार्मलैंड पर पैनलों के लिए बेहतर द्विभाषी डिजाइन और घनी आबादी वाले शहरों में इमारतों की खिड़कियों की सिफारिश करने के लिए सूत्र का उपयोग करते हैं। पारदर्शी, दो तरफा पैनल बिना छाया डाले खेत की जमीन पर सौर ऊर्जा उत्पन्न करने की अनुमति देते हैं जो फसल उत्पादन को रोकते हैं। इस बीच, इमारतों के लिए बिफासियल विंडो बनाने से शहरों को अधिक नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करने में मदद मिलेगी।

कागज अर्धचालक पदार्थों के बीच सीमाओं की संख्या में हेरफेर करके द्विभाजित कोशिकाओं की क्षमता को अधिकतम करने के तरीकों की भी सिफारिश करता है, जिसे जंक्शन कहा जाता है, जो बिजली के प्रवाह को सुविधाजनक बनाता है। एकल जंक्शनों वाले बिफासियल कोशिकाएं मोनोफेशियल कोशिकाओं के सापेक्ष सबसे बड़ी दक्षता प्राप्त करती हैं।

"रिश्तेदार लाभ छोटा है, लेकिन पूर्ण लाभ महत्वपूर्ण है। आप शुरुआती रिश्तेदार लाभ खो देते हैं क्योंकि आप जंक्शनों की संख्या बढ़ाते हैं, लेकिन पूर्ण लाभ बढ़ना जारी है," खान ने कहा।

सूत्र, कागज में विस्तृत, पूरी तरह से मान्य किया गया है और कंपनियों के उपयोग के लिए तैयार है क्योंकि वे तय करते हैं कि बिफासियल कोशिकाओं को कैसे डिज़ाइन किया जाए।