ব্রেকিং থ্রু ইউভি দুর্বলতা: পরবর্তী-জেন ডাউনশিফটিং এবং ব্লকিং টেকনোলজিগুলি হেটেরোজংশন সোলার মডিউলগুলির আয়ু বাড়ায়

যেহেতু সৌর শিল্প উচ্চতর দক্ষতা এবং দীর্ঘ কর্মক্ষম আয়ুষ্কালের দিকে ত্বরান্বিত হয়, হেটারোজাংশন (HJT) সৌর প্রযুক্তি পরবর্তী প্রজন্মের ফটোভোলটাইক সিস্টেমের জন্য একটি নেতৃস্থানীয় প্রার্থী হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে৷ যাইহোক, একটি ক্রমাগত প্রযুক্তিগত বাধা-আল্ট্রাভায়োলেট (UV)-প্ররোচিত অবক্ষয়-HJT মডিউলগুলির বাস্তব-বিশ্ব স্থায়িত্বকে সীমিত করেছে৷ এখন, উদ্ভাবনের একটি নতুন তরঙ্গকে কেন্দ্র করেUV ডাউনশিফটিংএবংUV ব্লকিংভর স্থাপনের জন্য HJT কোষের সম্পূর্ণ সম্ভাবনাকে আনলক করে, এই বাধা অতিক্রম করার জন্য প্রস্তুত।

Heterojunction সৌর প্যানেল স্ফটিক সিলিকন দ্বারা গঠিত যা নিরাকার (অ-স্ফটিক) সিলিকনের পাতলা স্তরগুলির সাথে যুক্ত থাকে। ফলস্বরূপ, এই প্যানেলগুলির একটি উচ্চ দক্ষতা লাভ/ক্ষতি এবং উন্নত তাপমাত্রা বৈশিষ্ট্যগুলি ঐতিহ্যবাহী PERC প্যানেলের (প্যাসিভেটেড ইমিটার, রিয়ার সেল) সোলার প্যানেলের চেয়ে বেশি। এখনও, HJT-এর (heterojunction) UV সংবেদনশীলতা এখনও একটি সমস্যা HJT কোষ এবং তাদের সংবেদনশীল ইন্টারফেস স্তরগুলি (যেমন, TCO - স্বচ্ছ পরিবাহী অক্সাইড) উভয়ই উচ্চ-শক্তি UV ফোটনের সংস্পর্শে এলে ত্বরিত বার্ধক্য দ্বারা প্রভাবিত হয়। উপরন্তু, HJT সেলের চার্জ ক্যারিয়ারের চার্জ ক্যারিয়ারের ক্রমবর্ধমান ক্ষতির সাথে HJT কোষ দ্বারা সংগৃহীত কম চার্জ থাকতে পারে এবং/অথবা চার্জ ক্যারিয়ারের পুনঃসংযোগ হার বৃদ্ধির ফলে সেই HJT কোষগুলি থেকে পাওয়ার আউটপুট হ্রাস পাবে।

HJT প্যানেলের কাঠামোর UV বিকিরণের ক্ষতি কমানোর জন্য সমাধান স্থাপন করা, গবেষক এবং নির্মাতারা HJT প্যানেলের অপটিক্যাল কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য দুটি পৃথক কৌশল নিয়ে একসঙ্গে কাজ করেছেন, যা HJT প্যানেলের কাঠামোর UV ক্ষতি কমাতে সাহায্য করবে। কৌশলগুলি অন্যটির পরিপূরক, প্রতিটি কীভাবে HJT প্যানেলের কাঠামোর ক্ষতি থেকে অতিবেগুনী রশ্মিকে বাধা দেয়।

UV ডাউনশিফটিং এর মধ্যে বিশেষায়িত আলোকসজ্জা উপাদানগুলি-প্রায়শই বিরল-আর্থ-ভিত্তিক ফসফর বা উন্নত কোয়ান্টাম ডটগুলি-মডিউলের এনক্যাপসুল্যান্ট বা সামনের এনক্যাপসুল্যান্ট স্তরে একীভূত করা জড়িত। এই পদার্থগুলি উচ্চ-শক্তির UV ফোটন (সাধারণত 280-400 এনএম) শোষণ করে এবং আবার-নিম্ন-শক্তি, দৃশ্যমান আলো (সাধারণত সবুজ, হলুদ বা লাল) হিসাবে নির্গত করে, যা HJT কোষগুলি দক্ষতার সাথে বিদ্যুতে রূপান্তর করতে পারে৷

ইউরোপীয় সোলার ইনোভেশন সেন্টারের একজন সিনিয়র ফটোভোলটাইক্স গবেষক ড. এলেনা মার্চেত্তির মতে, "ডাউনশিফ্ট কার্যকরভাবে একটি পরজীবী অবক্ষয় পথকে একটি কর্মক্ষমতা সম্পদে পরিণত করে৷ UV ফোটনগুলিকে TCO বা একটি-Si:H স্তরগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে দেওয়ার পরিবর্তে, আমরা সেগুলিকে কার্যকর ফোটনে রূপান্তরিত করি যা বর্তমান প্রজন্মে অবদান রাখে।" প্রাথমিক ক্ষেত্রের পরীক্ষায় দেখা গেছে যে অপ্টিমাইজড ডাউনশিফটিং এনক্যাপসুল্যান্ট সহ মডিউলগুলি অতিরিক্ত রূপান্তরিত দৃশ্যমান আলোর কারণে 1.5-2.8% সংক্ষিপ্ত সার্কিট কারেন্ট লাভ করার সময় UV-জনিত অবক্ষয়কে 65% পর্যন্ত কমাতে পারে।

সাম্প্রতিক অগ্রগতির মধ্যে রয়েছে ইউরোপিয়াম-ডোপড অর্গানমেটালিক ফ্রেমওয়ার্ক এবং সীসা-মুক্ত পেরোভস্কাইট কোয়ান্টাম বিন্দুর ব্যবহার যা উচ্চ ফটোলুমিনেসেন্স কোয়ান্টাম ফলন এবং চমৎকার দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা প্রদান করে। অপটিক্যাল স্বচ্ছতা বা আনুগত্যের সাথে আপোষ না করে এই নিম্নমুখী স্তরগুলি ইথিলিন-ভিনাইল অ্যাসিটেট (EVA) এবং পলিওলেফিন ইলাস্টোমার (POE) এনক্যাপসুল্যান্ট উভয়ের মধ্যেই একত্রিত হচ্ছে।

UV ব্লকিং করা হয় UV ফোটনকে মডিউলের সংবেদনশীল কোষের স্তরগুলিতে পৌঁছানো থেকে বিরত রাখার মাধ্যমে, এটিকে এই লক্ষ্য অর্জনের আরও সরাসরি উপায় করে তোলে কিন্তু সাধারণ UV শোষক ব্যবহার করা যথেষ্ট নয়। প্রচলিত ব্লকারগুলি সাধারণত নীল-বেগুনি বর্ণালী এলাকার (450 এনএম-এর কম) অংশ কেটে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য সৌর সম্পদ কমিয়ে দেয়।

Next-generation UV-blocking films use multilayer interference coatings or hybrid organic-inorganic barriers that selectively reflect or absorb UV light (280 nm to 380 nm), while allowing >95% দৃশ্যমান এবং কাছাকাছি ইনফ্রারেড আলো (400 nm থেকে 1200 nm) পাস করার জন্য। এই ফিল্মগুলি সৌর মডিউলের সামনের গ্লাসে বা একটি স্বাধীন ইন্টারলেয়ার হিসাবে যুক্ত করা যেতে পারে।

এই প্রযুক্তির একটি উদাহরণ হল UV-ব্লকিং প্রলিপ্ত সামনের গ্লাস ফ্রাউনহফার ইনস্টিটিউট ফর সোলার এনার্জি সিস্টেম এবং একটি বড় কাচ প্রস্তুতকারকের মধ্যে যৌথভাবে বিকশিত। এই UV ব্লকিং প্রলিপ্ত সামনে গ্লাস UV সংক্রমণ কমিয়ে<3% of the total incident light while maintaining 96% of the visible light transmission. Accelerated aging tests (IEC 61215) using HJT modules with UV-blocking front glass show that the retained power after 2,000 hours of UV exposure is 94% as compared with only 79% for control modules with standard glass.

UV সুরক্ষা প্রযুক্তির সাম্প্রতিক বিকাশগুলি ইঙ্গিত করে যে UV ব্লকিং ফিল্ম এবং ডাউনশিফটিং এনক্যাপসুল্যান্ট উভয়ের সাথে যুক্ত একটি সম্মিলিত পদ্ধতি সৌর ফটোভোলটাইক (PV) মডিউলগুলির দরকারী জীবন এবং মোট শক্তি ফলন সর্বাধিক করার জন্য সর্বোত্তম সমাধান সরবরাহ করে। সুরক্ষার প্রথম স্তরটি PV মডিউলের পৃষ্ঠে UV-ব্লকিং ফিল্ম স্থাপন করে অর্জন করা হয়, যা এই স্তরের মধ্য দিয়ে প্রবেশ করা থেকে বেশিরভাগ UV ফোটনকে সরিয়ে দেবে। এই বাধার মধ্য দিয়ে যে কোনো UV আলো প্রবেশ করে তা একটি ডাউনশিফটিং এনক্যাপসুল্যান্ট ব্যবহার করে নিরীহ দৃশ্যমান আলোতে রূপান্তরিত হবে। এই দুই-স্তরবিশিষ্ট নকশা PV মডিউলকে সর্বাধিক সুরক্ষা প্রদান করে, যার ফলে মডিউলের আয়ু দীর্ঘ হয় এবং মোট শক্তি উৎপাদন বৃদ্ধি পায়।

PV সরঞ্জামগুলির নিম্নলিখিত প্রধান নির্মাতারা UV সুরক্ষা কৌশল সহ HJT মডিউলগুলির পাইলট উত্পাদন শুরু করেছে: ইউরোপের বিভিন্ন নির্মাতারা এবং চীনের বিভিন্ন নির্মাতারা। প্রাথমিক অনুমান অনুসারে, এই দুটি UV সুরক্ষা কৌশলের জন্য যোগ করা উপাদান খরচ হবে প্রায় $1.20 থেকে $1.80 প্রতি HJT মডিউল; এই অতিরিক্ত উপাদান খরচ 0.8% থেকে 1.5% দ্বারা অর্জিত দক্ষতা বৃদ্ধির দ্বারা এবং মডিউলগুলির দরকারী জীবনকাল 25 বছর থেকে 30 বছর বা তার বেশি বাড়ানোর মাধ্যমে ক্ষতিপূরণ হবে বলে আশা করা হচ্ছে। এইভাবে, HJT মডিউলগুলির ব্যবহার বিদ্যুতের সমতলিত খরচ (LCOE) কমাবে এবং ইউটিলিটি-স্কেল প্রকল্পগুলির জন্য বিনিয়োগে একটি বৃহত্তর রিটার্ন প্রদান করবে।

"ইউভি ডাউনশিফটিং এবং ব্লক করা এখন আর শুধু একাডেমিক ব্যায়াম নয়," মার্ক চেন বলেছেন, একটি শীর্ষস্থানীয় চীনা HJT মডিউল প্রস্তুতকারকের পণ্য পরিচালক৷ "এগুলি বাণিজ্যিকীকরণের জন্য যথেষ্ট পরিপক্ক। আমরা আশা করি যে 2028 সালের মধ্যে, সমস্ত প্রিমিয়াম HJT মডিউলের অর্ধেকেরও বেশি UV ম্যানেজমেন্ট প্রযুক্তির কিছু ফর্মের সাথে পাঠানো হবে।"

যেহেতু সৌর শক্তি সেক্টর 30% দক্ষতা এবং 40- বছরের মডিউল লাইফটাইম অর্জনের চেষ্টা করে, তাই UV এক্সপোজারের ক্ষয়কারী হেটারোজংশন মডিউলগুলির সমাধান খুঁজে বের করা অপরিহার্য। আরও সুনির্দিষ্ট UV-ব্লকিং আবরণ সহ ল্যুমিনেসেন্ট উপকরণগুলিকে ডাউনশিফটিং করার দ্বৈত অগ্রগতি এটি অর্জনের জন্য একটি খুব পরিষ্কার এবং কার্যকরী পথ তৈরি করে। HJT মডিউলগুলির সংবেদনশীল ইন্টারফেসগুলিকে সুরক্ষিত করার মাধ্যমে, এই প্রযুক্তিগুলি দীর্ঘায়ু এবং শক্তি উৎপাদনের পাশাপাশি কম খরচে ক্লিনার বিদ্যুৎ সরবরাহের ক্ষেত্রে পরবর্তী প্রজন্মের সৌর খামারগুলিকে অনুমতি দেয়৷ সত্য টেকসই Heterojunction Photovoltaics জন্য সময় এসেছে!