ফটোভোলটাইক প্রযুক্তিতে একটি উল্লেখযোগ্য উন্নয়ন দাবি করা হয়েছে নানজিং বিশ্ববিদ্যালয়ের নেতৃত্বে গবেষকদের একটি দল, এবং সৌর কোষ উৎপাদনকারী রেনশাইন সোলারের সাথে সহযোগিতা করে, কারণ তারা 810 cm² আয়তনের একটি পেরোভস্কাইট সোলার মডিউল তৈরি করেছে এবং সৌর শক্তিকে 24.0% বিদ্যুতে রূপান্তর করার দক্ষতা। এই ফলাফলটি TÜV SÜD দ্বারা যাচাই করা হয়েছে, এবং এটি 800 cm² এর বেশি এলাকা পেরোভস্কাইটের মডিউল তৈরিতে একটি বিশ্ব রেকর্ড। ফলাফল "প্রকৃতি" জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।
পরীক্ষাগারের বাইরে: স্কেল চ্যালেঞ্জ
পেরোভস্কাইট সৌর কোষগুলি দীর্ঘকাল ধরে গবেষকদের মুগ্ধ করেছে তাদের দ্রুত কার্যক্ষমতা লাভ{0}}2009 সালে মাত্র 3.8% থেকে আজ পরীক্ষাগারে-স্কেল ডিভাইসগুলিতে 25% এর বেশি। কিন্তু একটি ছোট ল্যাব সেল থেকে একটি বাণিজ্যিকভাবে কার্যকরী বড় মডিউলে যাওয়ার পথটি বাধা দিয়ে পরিপূর্ণ। ডিভাইসের আকার বাড়ার সাথে সাথে ত্রুটিগুলি বহুগুণ বেড়ে যায়, আবরণগুলি অসম হয়ে যায় এবং কার্যকারিতা হ্রাস পায়। এই "স্কেল ব্যবধান" পেরোভস্কাইট বাণিজ্যিকীকরণের একক সর্বশ্রেষ্ঠ বাধা হয়েছে।
নানজিং ইউনিভার্সিটির দলটি অবশেষে সফলতার সাথে এই দূরত্ব অতিক্রম করেছে। তাদের মডিউল, পরিমাপ 810 cm²; কাগজের একটি সাধারণ শীটের মতো, ল্যাব অবস্থার অধীনে পরীক্ষিত মডিউলের জন্য 24.2% এর রেকর্ড দক্ষতা তৈরি করেছে, যখন স্বাধীন সার্টিফিকেশন 24.0% এর দক্ষতা নিশ্চিত করেছে। মডিউলটি 53.46 V এর একটি খোলা-সার্কিট ভোল্টেজ, 0.436 A এর একটি ছোট-বর্তমান কারেন্ট এবং 83.40% এর একটি ফিল ফ্যাক্টরও দেখাচ্ছে। সর্বাধিক পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং কাজ করার সময়, মডিউলটির আউটপুট 19.4 ওয়াট স্তরে স্থিতিশীল।
আরও চিত্তাকর্ষকভাবে, দলটি 0.72 m²-একটি সত্যিকারের মিটার-স্কেল পণ্য-144 ওয়াটের গড় পাওয়ার আউটপুট অর্জন করে 150টি মডিউল তৈরি করেছে। এর মধ্যে চ্যাম্পিয়ন 22.0% এর একটি প্রত্যয়িত দক্ষতায় পৌঁছেছে, এবং একটি সেটিং 81}59 মিটার{4}}। দক্ষতা রেকর্ড।
টেকনিক্যাল ব্রেকথ্রু: সারফেস প্যাসিভেশন পুনর্বিবেচনা
কি এই অর্জন সম্ভব? উত্তরটি সারফেস প্যাসিভেশনের একটি চতুর পুনর্বিবেচনার মধ্যে রয়েছে-পেরভস্কাইট স্তরের সীমানায় ত্রুটিগুলি চিকিত্সা করার প্রক্রিয়া যা চার্জ বাহককে আটকে রাখে এবং পুনর্মিলনকে ত্বরান্বিত করে, ভোল্টেজ এবং কারেন্ট কমিয়ে একটি ডিভাইস সূর্যালোক থেকে নিষ্কাশন করতে পারে।
প্রচলিত প্যাসিভেশন অ্যামোনিয়াম হ্যালাইডস (AHPs) এর উপর নির্ভর করে, যা পরীক্ষাগারে ভাল কাজ করে কিন্তু স্কেলে সমস্যাযুক্ত হয়ে ওঠে। যখন স্লটের সাথে মিলিত হয়-ডাই আবরণ-বড়-এলাকা তৈরির জন্য ব্যবহৃত ক্রমাগত জমার পদ্ধতি-এএইচপিগুলি অসমভাবে বিতরণ করার প্রবণতা থাকে, কিছু অঞ্চলকে বেশি-চিকিত্সা করা হয় এবং অন্যগুলিকে-অনুক্রম করা হয়। তারা আর্দ্রতার প্রতিও সংবেদনশীল, সাধারণত প্রস্তুতকারকদের জড় বায়ুমণ্ডলের মধ্যে মিটার-স্কেল মডিউলগুলি প্রক্রিয়া করতে বাধ্য করে, যা সরঞ্জামের জটিলতা এবং খরচ যোগ করে।
চীনা দল একটি মৌলিকভাবে ভিন্ন পদ্ধতি গ্রহণ করেছে। একটি প্রতিকূল পৃষ্ঠের জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য প্যাসিভেটরের উপর নির্ভর করার পরিবর্তে, তারা পেরোভস্কাইট ফিল্মের পৃষ্ঠের রসায়ন তৈরি করেছিলআগেএটা নিষ্ক্রিয় করা উচ্চ স্যাচুরেশন বাষ্প চাপ সহ একটি দ্রাবক সিস্টেম ব্যবহার করে, তারা ফর্মামিডিনিয়াম আয়োডাইড (এফএআই) প্রাকৃতিকভাবে সমৃদ্ধ একটি পৃষ্ঠ তৈরি করতে ফিল্মের স্ফটিককরণকে নিয়ন্ত্রণ করে। তারপরে তারা প্রচলিত অ্যামোনিয়াম হ্যালাইডের জায়গায় সীসা ডায়োলেট-একটি রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল সীসা কার্বক্সিলেট (এলসিপি)- দিয়ে সেই উপযোগী পৃষ্ঠটিকে চিকিত্সা করেছিল।
ফলাফলগুলি বিপ্লবী ছিল। এক্স-রে ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি এলসিপি এবং এফএআই-সমৃদ্ধ পৃষ্ঠের মধ্যে রাসায়নিক বন্ধনের উপস্থিতি প্রমাণ করেছে, যখন ফটোলুমিনেসেন্স বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে ক্যারিয়ারের জীবনকাল 264 ন্যানোসেকেন্ড থেকে 706 ন্যানোসেকেন্ডে বেড়েছে, যার অর্থ বাহক ট্র্যাপিং উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে এবং গুণমান উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে। এএইচপি দ্বারা চিকিত্সা করা চলচ্চিত্রগুলির বিপরীতে, যা ম্যাক্রো স্কেলে অসম জমা এবং ত্রুটিগুলি প্রদর্শন করে, এলসিপি চিকিত্সার ফলে ক্রমাগত হাইড্রোফোবিক ফিল্মগুলি আর্দ্রতা, তাপ এবং UV বিকিরণের উন্নত প্রতিরোধের দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
স্থায়িত্ব: ধাঁধার অনুপস্থিত অংশ
দক্ষতা মাত্র অর্ধেক গল্প. যেকোনো ফটোভোলটাইক প্রযুক্তি বাণিজ্যিকভাবে সফল হওয়ার জন্য, এটিকে কয়েক দশকের বাস্তব-বিশ্ব আবহাওয়া সহ্য করতে হবে। এখানে, LCP পদ্ধতি সমানভাবে আকর্ষণীয় ফলাফল প্রদান করেছে।
ইন্টারন্যাশনাল ইলেক্ট্রোটেকনিক্যাল কমিশন (আইইসি) স্ট্যান্ডার্ড টেস্টে, এলসিপি-চিকিত্সা করা মডিউলগুলি অসাধারণ স্থিতিস্থাপকতা দেখিয়েছে। 1,300 ঘণ্টার স্যাঁতসেঁতে-তাপের এক্সপোজারের পরে, এলসিপি মডিউলগুলি তাদের প্রাথমিক কার্যক্ষমতার মাত্র 2% হারায়-এএইচপি-চিকিত্সা মডিউলগুলির জন্য 39% এর তুলনায়। 300 তাপচক্রের পরে, অবক্ষয় ছিল নগণ্য। সর্বাধিক পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিংয়ের 2,200 ঘন্টা পরে, মডিউলগুলি তাদের প্রাথমিক দক্ষতার 96% ধরে রেখেছে। তারা UV বার্ধক্যের পরে প্রাথমিক কর্মক্ষমতা 95% ধরে রেখেছে। সমস্ত LCP-পরিবর্তিত মডিউলগুলি সম্পূর্ণ IEC 61215 নির্ভরযোগ্যতা পরীক্ষার স্যুট-তে উত্তীর্ণ হয় যা টেরিস্ট্রিয়াল ফটোভোলটাইক মডিউলগুলির স্থায়িত্বের যোগ্যতা অর্জনের জন্য ব্যবহৃত আন্তর্জাতিক মানদণ্ড৷ ফিল্ড মনিটরিং দেখিয়েছে যে তাদের নির্দিষ্ট শক্তি আউটপুট সিলিকন টপকন মডিউলের চেয়ে বেশি।
কেন এটি সৌর শিল্পের জন্য গুরুত্বপূর্ণ
এই অগ্রগতি বিশ্বব্যাপী সৌর শিল্পের জন্য গভীর প্রভাব বহন করে।
প্রথমত, এটি দেখায় যে পেরোভস্কাইট ফটোভোলটাইকগুলি কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত জড় পরিবেশের প্রয়োজনের পরিবর্তে পরিবেষ্টিত-বায়ু প্রক্রিয়াকরণ ব্যবহার করে তৈরি করা যেতে পারে। এটি শিল্প-স্কেল উৎপাদনের জন্য একটি বড় খরচ বাধা দূর করে।
দ্বিতীয়ত, পদ্ধতিটি প্যাসিভেশন-বনাম-পরিবাহিতা বাণিজ্য-বন্ধকে সম্বোধন করে যা দীর্ঘকাল ধরে বিশুদ্ধভাবে ত্রুটি-অবরুদ্ধ চিকিত্সা স্তরের সুবিধা সীমিত করেছে৷ ইলেকট্রনিক ত্রুটিগুলিকে দমন করে এবং ইন্টারফেস জুড়ে ক্যারিয়ার পরিবহনকে উন্নত করে উভয়ের মাধ্যমে, LCP কৌশলটি অর্জন করে যা অনেকের মতে অসম্ভব ছিল: বৃহত্তর স্কেলে আরও ভাল কর্মক্ষমতা।
তৃতীয়, এবং সম্ভবত সবচেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে, 150টি মডিউল উত্পাদিত এবং পরীক্ষিত সহ মিটার-স্কেলে-টিমের সাফল্য প্রমাণ করে যে প্রযুক্তিটি গবেষণা কোষ থেকে উত্পাদন-প্রাসঙ্গিক আর্কিটেকচারে অনুবাদ করা যেতে পারে৷ গবেষকরা যেমন উল্লেখ করেছেন, তাদের ফলাফলগুলি একটি উত্পাদন কৌশল প্রদর্শন করে যা ইচ্ছাকৃতভাবে প্রকৌশলীকৃত পৃষ্ঠের রসায়নকে একটি স্থিতিশীল, পরিবেষ্টিত-সামঞ্জস্যপূর্ণ প্যাসিভেটর-একটি পদ্ধতির সাথে যুক্ত করে যা অত্যন্ত অপ্টিমাইজ করা পরীক্ষাগার পেরোভস্কাইট কোষ এবং ক্রমাগত, শিল্প সহ স্কেলের দ্বারা তৈরি মডিউলগুলির মধ্যে ব্যবধান বন্ধ করতে সাহায্য করতে পারে৷
সামনের রাস্তা
বড়-এরিয়া পেরোভস্কাইট মডিউলগুলির জন্য 24% দক্ষতার মাইলফলক একটি শেষবিন্দু নয়-এটি একটি ওয়েপয়েন্ট। শিল্প পর্যবেক্ষকরা লক্ষ্য করেন যে ক্রমাগত পরিমার্জনার সাথে, 26% দক্ষতা অর্জনকারী 2-3 m² বাণিজ্যিক মডিউলগুলি নাগালের মধ্যে রয়েছে। ইতিমধ্যে, টেন্ডেম পেরোভস্কাইট-সিলিকন এবং সমস্ত-পেরভস্কাইট ট্যানডেম আর্কিটেকচারগুলি সীমানা ঠেলে চলেছে, কিছু কনফিগারেশন ইতিমধ্যেই ছোট স্কেলে 26% দক্ষতা অতিক্রম করেছে৷
নানজিং ইউনিভার্সিটি-রেনশাইন সোলার সহযোগিতা যা প্রমাণ করেছে তা হল যে পেরোভস্কাইট ফটোভোলটাইকগুলি আর কেবল একটি পরীক্ষাগারের কৌতূহল নয়। তারা একটি উত্পাদনযোগ্য, টেকসই, এবং ক্রমবর্ধমান দক্ষ বাস্তবতা হয়ে উঠছে। বিশ্ব যখন তার শক্তি ব্যবস্থাগুলিকে ডিকার্বনাইজ করার জন্য দৌড়াচ্ছে, এই অগ্রগতি একটি শক্তিশালী অনুস্মারক প্রদান করে যে সৌর প্রযুক্তির পরবর্তী প্রজন্ম কয়েক দশক দূরে নয়-এটি এখনই তৈরি করা হচ্ছে, এক সময়ে একটি রেকর্ড৷
