स्रोत: nrel.gov
राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (NREL) के वैज्ञानिकों ने लगभग 50% की दक्षता के साथ एक सौर सेल का निर्माण किया है।
छह-जंक्शन सौर सेल अब 47.1% पर उच्चतम सौर रूपांतरण दक्षता के लिए विश्व रिकॉर्ड रखता है, जिसे केंद्रित रोशनी के तहत मापा गया था। एक ही कोशिका की भिन्नता भी 39.2% पर एक-सूरज की रोशनी के तहत दक्षता रिकॉर्ड स्थापित करती है।
"यह डिवाइस वास्तव में मल्टीजंक्शन सौर कोशिकाओं की असाधारण क्षमता को प्रदर्शित करता है," एनआरईएल में उच्च दक्षता क्रिस्टलीय फोटोवोल्टिक समूह के एक प्रमुख वैज्ञानिक जॉन गिस्ज़ और रिकॉर्ड-सेटिंग सेल पर एक नए पेपर के प्रमुख लेखक ने कहा।
पत्रिका नेचर एनर्जी में छपा " III-V सोलर सेल, 47.1% कंसंट्रेशन दक्षता के तहत 143 सन्स कंसंट्रेशन " वाला पेपर । गीज़ के सह-लेखक एनआरईएल के वैज्ञानिक रयान फ्रांस, केविन शुल्ते, मायल्स स्टाइनर, एंड्रयू नॉर्मन, हार्वे गुथ्रे, मैथ्यू यंग, ताओ सॉन्ग और थॉमस मोरीटी हैं।
डिवाइस का निर्माण करने के लिए, NREL शोधकर्ताओं ने III-V सामग्रियों पर भरोसा किया-इसलिए आवधिक तालिका पर उनकी स्थिति के कारण कहा जाता है - जिसमें प्रकाश अवशोषण गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। सेल के प्रत्येक छह जंक्शन (फोटोएक्टिव लेयर) विशेष रूप से सौर स्पेक्ट्रम के एक विशिष्ट भाग से प्रकाश को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। डिवाइस में इन जंक्शनों के प्रदर्शन का समर्थन करने के लिए विभिन्न III-V सामग्रियों की लगभग 140 परतें हैं, और फिर भी एक मानव बाल की तुलना में तीन गुना संकीर्ण है। उनकी अत्यधिक कुशल प्रकृति और उन्हें बनाने से जुड़ी लागत के कारण, III-V सौर कोशिकाओं का उपयोग अक्सर उपग्रहों को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है, जो III-V का बेजोड़ प्रदर्शन है।
पृथ्वी पर, हालांकि, छह-जंक्शन सौर सेल सांद्रता वाले फोटोवोल्टेइक में उपयोग के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है, ने कहा कि रयान फ्रांस, सह-लेखक और एनआरईएल में III-V मल्टीजंक्शंस समूह में एक वैज्ञानिक।
"लागत को कम करने का एक तरीका आवश्यक क्षेत्र को कम करना है," उन्होंने कहा, "और आप ऐसा कर सकते हैं कि प्रकाश को पकड़ने के लिए दर्पण का उपयोग करें और प्रकाश को एक बिंदु पर केंद्रित करें। फिर आप एक फ्लैट-प्लेट सिलिकॉन सेल की तुलना में सौवें या यहां तक कि सामग्री के एक हजारवें भाग से दूर हो सकते हैं। आप प्रकाश को केंद्रित करके बहुत कम अर्धचालक पदार्थ का उपयोग करते हैं। एक अतिरिक्त लाभ यह है कि दक्षता तब बढ़ती है जब आप प्रकाश को केंद्रित करते हैं। "
फ्रांस ने सौर सेल की क्षमता को 50% से अधिक दक्षता के रूप में वर्णित किया, जो "वास्तव में बहुत प्राप्त करने योग्य" था, लेकिन थर्मोडायनामिक्स द्वारा लगाए गए मूलभूत सीमाओं के कारण 100% दक्षता तक नहीं पहुंचा जा सकता है।
गीज़ ने कहा कि वर्तमान में 50% दक्षता के लिए मुख्य शोध बाधा सेल के अंदर प्रतिरोधक बाधाओं को कम करना है जो वर्तमान के प्रवाह को बाधित करता है। इस बीच, उन्होंने ध्यान दिया कि एनआरईएल भी अत्यधिक कुशल उपकरणों के लिए नए बाजारों को सक्षम करने के लिए, III-V सौर कोशिकाओं की लागत को कम करने में लगा हुआ है। यूएस के डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी सोलर एनर्जी टेक्नोलॉजीज ऑफिस ने इस शोध को वित्त पोषित किया।
एनआरईएल नवीकरणीय ऊर्जा और ऊर्जा दक्षता अनुसंधान और विकास के लिए ऊर्जा विभाग की प्राथमिक राष्ट्रीय प्रयोगशाला है। एनआरईएल ऊर्जा विभाग के लिए एलायंस फॉर सस्टेनेबल एनर्जी, एलएलसी द्वारा संचालित है।
