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हाइड्रोजन एनीलिंग से सौर कोशिकाओं की दक्षता बढ़ जाती है
इस उन्नति के साथ, हाइड्रोजन एनीलिंग अधिक कुशल, टिकाऊ सौर ऊर्जा समाधानों के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकता है, जो कि सस्ती हरित ऊर्जा को वास्तविकता के करीब ला सकता है।
Photovoltaic (PV) तकनीक विकसित होती रहती है क्योंकि शोधकर्ताओं को टिकाऊ सामग्री की तलाश होती है जो लागत को कम करते हुए दक्षता को बढ़ाती है।एक होनहार उम्मीदवार है, पृथ्वी-बहुतायत तत्वों से बना एक गैर-विषैले अर्धचालक, व्यापक-बैंडगैप केस्टरिट क्यूज़ेन्सनस (सीजेडटीएस)।सिलिकॉन के विपरीत, सौर कोशिकाओं में प्रमुख सामग्री, CZTS एक अधिक टिकाऊ और लागत प्रभावी विकल्प प्रदान करता है।हालांकि, इसकी दक्षता केवल 11%की अधिकतम बिजली रूपांतरण दक्षता (पीसीई) के साथ पीछे रह गई है, मुख्य रूप से वाहक पुनर्संयोजन के कारण, जहां बिजली उत्पादन करने से पहले चार्ज वाहक पुनर्संयोजन उत्पन्न करते हैं।
न्यू साउथ वेल्स (UNSW), सिडनी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन एनीलिंग का उपयोग करके इस मुद्दे को कम करने के लिए एक तकनीक विकसित की है।उनका अध्ययन दर्शाता है कि यह प्रक्रिया CZTS परतों के भीतर ऑक्सीजन और सोडियम को पुनर्वितरित करके वाहक संग्रह में कैसे सुधार करती है, समग्र प्रदर्शन को बढ़ाती है।
हाइड्रोजन एनीलिंग में हाइड्रोजन युक्त वातावरण में सौर सेल सामग्री को गर्म करना शामिल है।यह प्रक्रिया सोडियम को पुनर्वितरित करने और दोषों को पार करने में मदद करती है, विशेष रूप से अवशोषक सतह के पास, वाहक परिवहन में काफी सुधार करती है।तकनीक के परिणामस्वरूप कैडमियम-मुक्त सौर सेल में 11.4% की रिकॉर्ड CZTS दक्षता थी।
CZTs से परे, विधि ने अन्य पतली-फिल्म सौर सामग्री जैसे तांबे इंडियम गैलियम सेलेनाइड (CIGS) में भी वादा दिखाया है, जो इसकी व्यापक प्रयोज्यता का प्रदर्शन करता है।"यह सफलता CZTS की भूमिका को मजबूत करती है, जो अग्रानुक्रम आर्किटेक्चर में एक शीर्ष सेल सामग्री के रूप में बेहतर सिलिकॉन एकीकरण और व्यापक सौर स्पेक्ट्रम उपयोग को सक्षम करती है," सन ने कहा।
शोधकर्ताओं का उद्देश्य अब अपने आर्थिक और पर्यावरणीय लाभों को बनाए रखते हुए CZTS दक्षता को 15% से आगे बढ़ाने का है।"आगे हाइड्रोजन एनीलिंग प्रक्रिया को परिष्कृत करना और नई अनुकूलन तकनीकों की खोज करना सीजेडटी को अगली पीढ़ी के सौर प्रौद्योगिकियों के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बनाने के लिए महत्वपूर्ण होगा," सन ने कहा।
"हमारा काम अगली पीढ़ी के सौर कोशिकाओं के लिए एक पर्यावरण के अनुकूल, कम लागत वाली सामग्री की आवश्यकता से प्रेरित था," अध्ययन के वरिष्ठ लेखक काइवेन सन ने कहा।“CZTS अपने ट्यून करने योग्य बैंडगैप, स्थिरता और स्थिरता के कारण अग्रानुक्रम सौर कोशिकाओं के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार है।हालांकि, वाहक संग्रह दक्षता में सुधार एक चुनौती है। ”
Photovoltaic (PV) तकनीक विकसित होती रहती है क्योंकि शोधकर्ताओं को टिकाऊ सामग्री की तलाश होती है जो लागत को कम करते हुए दक्षता को बढ़ाती है।एक होनहार उम्मीदवार है, पृथ्वी-बहुतायत तत्वों से बना एक गैर-विषैले अर्धचालक, व्यापक-बैंडगैप केस्टरिट क्यूज़ेन्सनस (सीजेडटीएस)।सिलिकॉन के विपरीत, सौर कोशिकाओं में प्रमुख सामग्री, CZTS एक अधिक टिकाऊ और लागत प्रभावी विकल्प प्रदान करता है।हालांकि, इसकी दक्षता केवल 11%की अधिकतम बिजली रूपांतरण दक्षता (पीसीई) के साथ पीछे रह गई है, मुख्य रूप से वाहक पुनर्संयोजन के कारण, जहां बिजली उत्पादन करने से पहले चार्ज वाहक पुनर्संयोजन उत्पन्न करते हैं।
न्यू साउथ वेल्स (UNSW), सिडनी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन एनीलिंग का उपयोग करके इस मुद्दे को कम करने के लिए एक तकनीक विकसित की है।उनका अध्ययन दर्शाता है कि यह प्रक्रिया CZTS परतों के भीतर ऑक्सीजन और सोडियम को पुनर्वितरित करके वाहक संग्रह में कैसे सुधार करती है, समग्र प्रदर्शन को बढ़ाती है।
हाइड्रोजन एनीलिंग में हाइड्रोजन युक्त वातावरण में सौर सेल सामग्री को गर्म करना शामिल है।यह प्रक्रिया सोडियम को पुनर्वितरित करने और दोषों को पार करने में मदद करती है, विशेष रूप से अवशोषक सतह के पास, वाहक परिवहन में काफी सुधार करती है।तकनीक के परिणामस्वरूप कैडमियम-मुक्त सौर सेल में 11.4% की रिकॉर्ड CZTS दक्षता थी।
CZTs से परे, विधि ने अन्य पतली-फिल्म सौर सामग्री जैसे तांबे इंडियम गैलियम सेलेनाइड (CIGS) में भी वादा दिखाया है, जो इसकी व्यापक प्रयोज्यता का प्रदर्शन करता है।"यह सफलता CZTS की भूमिका को मजबूत करती है, जो अग्रानुक्रम आर्किटेक्चर में एक शीर्ष सेल सामग्री के रूप में बेहतर सिलिकॉन एकीकरण और व्यापक सौर स्पेक्ट्रम उपयोग को सक्षम करती है," सन ने कहा।
शोधकर्ताओं का उद्देश्य अब अपने आर्थिक और पर्यावरणीय लाभों को बनाए रखते हुए CZTS दक्षता को 15% से आगे बढ़ाने का है।"आगे हाइड्रोजन एनीलिंग प्रक्रिया को परिष्कृत करना और नई अनुकूलन तकनीकों की खोज करना सीजेडटी को अगली पीढ़ी के सौर प्रौद्योगिकियों के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बनाने के लिए महत्वपूर्ण होगा," सन ने कहा।
"हमारा काम अगली पीढ़ी के सौर कोशिकाओं के लिए एक पर्यावरण के अनुकूल, कम लागत वाली सामग्री की आवश्यकता से प्रेरित था," अध्ययन के वरिष्ठ लेखक काइवेन सन ने कहा।“CZTS अपने ट्यून करने योग्य बैंडगैप, स्थिरता और स्थिरता के कारण अग्रानुक्रम सौर कोशिकाओं के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार है।हालांकि, वाहक संग्रह दक्षता में सुधार एक चुनौती है। ”