स्रोत: scitechdaily
न्यू यॉर्क विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की रिपोर्ट के अनुसार, कई अनदेखी और कार्बनिक और अकार्बनिक सामग्री का उपयोग किया जा सकता है जो धूप के पानी के नीचे और कुशलता से स्वायत्त पनडुब्बी वाहनों को नुकसान पहुंचा सकते हैं। उनका शोध, जूल में आज (18 मार्च, 2020) प्रकाशित, पानी की गहराई की एक सीमा पर इष्टतम बैंड गैप मूल्यों के लिए दिशा-निर्देश विकसित करता है, यह दर्शाता है कि पारंपरिक सिलिकॉन में उपयोग किए जाने वाले संकीर्ण-बैंड अर्धचालकों के बजाय विभिन्न वाइड-बैंड गैप सेमीकंडक्टर्स। सौर कोशिकाओं, पानी के नीचे उपयोग के लिए सबसे अच्छा सुसज्जित हैं।
"अब तक, सामान्य प्रवृत्ति पारंपरिक सिलिकॉन कोशिकाओं का उपयोग करने की रही है, जो हम दिखाते हैं कि आदर्श से बहुत दूर हैं क्योंकि आप एक महत्वपूर्ण गहराई तक जाते हैं क्योंकि सिलिकॉन लाल और अवरक्त प्रकाश की एक बड़ी मात्रा को अवशोषित करता है, जो पानी द्वारा भी अवशोषित होता है - विशेष रूप से बड़ी गहराई, ”कहते हैं, जेसन ए। रोहर, प्रोफेसर एंडर डी। टेलर की ट्रांसफ़ॉर्मेंट मटेरियल एंड डिवाइसेस लेबोरेटरी में एक सहयोगी, जो टंडन स्कूल ऑफ़ इंजीनियरिंग में टंडन स्कूल ऑफ़ इंजीनियरिंग में और अध्ययन पर एक लेखक हैं। "हमारे दिशानिर्देशों के अनुसार, अधिक इष्टतम सामग्री विकसित की जा सकती है।"
पानी के नीचे के वाहन, जैसे कि रसातल महासागर का पता लगाने के लिए उपयोग किए जाते हैं, वर्तमान में तटवर्ती शक्ति या अक्षम ऑन-बोर्ड बैटरी द्वारा सीमित हैं, जो लंबी दूरी और समय की यात्रा को रोकते हैं। लेकिन जबकि सौर सेल तकनीक जो पहले से ही जमीन पर और बाहरी स्थान पर उतार चुकी है, इन पनडुब्बियों को घूमने की अधिक स्वतंत्रता दे सकती है, पानी की दुनिया अद्वितीय चुनौतियां पेश करती है। पानी के घिसने और दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम के अधिकांश को अवशोषित करता है, सिलिकॉन आधारित सौर कोशिकाओं से पहले उथले गहराई पर भी लाल सौर तरंग दैर्ध्य को भिगोने से उन्हें पकड़ने का मौका मिलेगा।
पानी के नीचे सौर कोशिकाओं को विकसित करने के अधिकांश पिछले प्रयासों का निर्माण सिलिकॉन या अनाकार सिलिकॉन से किया गया है, जिनमें से प्रत्येक में संकीर्ण बैंड अंतराल हैं जो भूमि पर प्रकाश को अवशोषित करने के लिए सबसे उपयुक्त हैं। हालांकि, नीली और पीली रोशनी जल स्तंभ में गहराई तक घुसने का प्रबंधन करती है, यहां तक कि अन्य तरंग दैर्ध्य भी कम हो जाते हैं, पारंपरिक सौर कोशिकाओं में नहीं पाए गए व्यापक बैंड अंतराल के साथ अर्धचालक का सुझाव देते हैं जो ऊर्जा पानी के नीचे की आपूर्ति के लिए एक बेहतर फिट प्रदान कर सकते हैं।
पानी के नीचे की सौर कोशिकाओं की क्षमता को बेहतर ढंग से समझने के लिए, रोहर और सहयोगियों ने अटलांटिक और प्रशांत महासागरों के साफ क्षेत्रों से लेकर अशांत फिनिश झील तक के पानी के निकायों का आकलन किया, प्रत्येक में सौर कोशिकाओं की दक्षता सीमा को मापने के लिए एक विस्तृत-संतुलन मॉडल का उपयोग किया। स्थान। सौर कोशिकाओं को सूर्य से नीचे ऊर्जा के लिए पृथ्वी की 50 मीटर की गहराई में पानी की ऊर्जा के लिए दिखाया गया था, जिसमें मिर्च के पानी से कोशिकाओं की कार्यक्षमता को और बढ़ावा मिलता है।
शोधकर्ताओं की गणना से पता चला कि सौर सेल अवशोषक दो मीटर की गहराई पर लगभग 1.8 इलेक्ट्रॉनवोल्ट का अधिकतम बैंड अंतराल और 50 मीटर की गहराई पर लगभग 2.4 इलेक्ट्रॉनवोल्ट के साथ सबसे अच्छा कार्य करेगा। ये मूल्य अध्ययन किए गए सभी जल स्रोतों के अनुरूप बने हुए हैं, सुझाव है कि सौर कोशिकाओं को पानी के स्थानों के बजाय विशिष्ट ऑपरेटिंग गहराई के अनुरूप बनाया जा सकता है।
रोहर ने नोट किया कि सस्ते रूप से कार्बनिक पदार्थों से बने सौर कोशिकाओं का उत्पादन किया जाता है, जो कम-प्रकाश की स्थिति के तहत अच्छा प्रदर्शन करने के लिए जाने जाते हैं, साथ ही आवर्त सारणी पर समूह तीन और पांच से तत्वों के साथ बनाए गए मिश्र धातु गहरे पानी में आदर्श हो सकते हैं। और जबकि अर्धचालकों का पदार्थ भूमि पर इस्तेमाल होने वाली सौर कोशिकाओं से भिन्न होगा, समग्र डिजाइन अपेक्षाकृत समान रहेगा।
रोहर का कहना है, '' जबकि सूरज की कटाई की सामग्री को बदलना होगा, सामान्य डिजाइन को जरूरी नहीं कि सभी को बदलना होगा। “पारंपरिक सिलिकॉन सौर पैनल, जैसे कि आप अपनी छत पर पा सकते हैं, पर्यावरण से नुकसान को रोकने के लिए समझाया जाता है। अध्ययनों से पता चला है कि इन पैनलों को महीनों तक पानी में डुबोया और संचालित किया जा सकता है। इष्टतम सामग्रियों से बने नए सौर पैनलों के लिए इसी तरह के इनकैप्सुलेशन तरीकों को नियोजित किया जा सकता है। " अब जब उन्होंने यह खुलासा किया है कि क्या प्रभावी पानी के नीचे सौर कोशिकाओं को टिक करता है, शोधकर्ताओं ने इष्टतम सामग्री विकसित करने की योजना बनाई है।
"मज़ा यहां शुरू होता है!" रोहर कहता है। “हमने पहले से ही अनएकेप्सुलेटेड कार्बनिक सौर कोशिकाओं की जांच की है जो पानी में अत्यधिक स्थिर हैं, लेकिन हमें अभी भी यह दिखाने की ज़रूरत है कि इन कोशिकाओं को पारंपरिक कोशिकाओं की तुलना में अधिक कुशल बनाया जा सकता है। यह देखते हुए कि दुनिया भर में हमारे सहयोगी कितने सक्षम हैं, हमें यकीन है कि हम निकट भविष्य में इन नई और रोमांचक सौर कोशिकाओं को बाजार में देखेंगे। ”
