مطالعہ ایک ناول آل پیرووسکائٹ ٹینڈم کی وضاحت کرتا ہے۔ شمسی سیل جو بجلی پیدا کرنے کے لیے سورج کی توانائی کو استعمال کرنے کے لیے سستا اور زیادہ موثر طریقہ فراہم کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔
کے غیر قابل تجدید ذریعہ پر ہمارا انحصار توانائی جیواشم ایندھن کہلاتا ہے جیسے کوئلہ، تیل، گیس نے بنی نوع انسان اور ماحول پر زبردست منفی اثرات مرتب کیے ہیں۔ جیواشم ایندھن کو جلانے سے گرین ہاؤس اثر میں اضافہ ہوتا ہے اور گلوبل وارمنگ کا سبب بنتا ہے، رہائش گاہوں کو تباہ کرتا ہے، ہوا، پانی اور زمینی آلودگی کا سبب بنتا ہے اور صحت عامہ کو متاثر کرتا ہے۔ پائیدار ٹیکنالوجی کی تعمیر کی فوری ضرورت ہے جو مدد کر سکتی ہے۔ طاقت دنیا صاف ستھری توانائی استعمال کر رہی ہے۔ شمسی توانائی ٹیکنالوجی ایک ایسا طریقہ ہے جو سورج کی روشنی کو استعمال کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے - توانائی کا سب سے زیادہ قابل تجدید ذریعہ - اور اسے برقی توانائی یا طاقت میں تبدیل کرتا ہے۔ کے فائدہ مند عوامل شمسی انسانوں اور ماحولیات کو فائدہ پہنچانے کے لحاظ سے توانائی کے استعمال کو فروغ دینے میں کلیدی کردار ادا کیا ہے۔ شمسی توانائی.
سلکان عام طور پر بنانے کے لیے استعمال ہونے والا مواد ہے۔ شمسی میں خلیات شمسی پینل جو آج کل مارکیٹ میں دستیاب ہیں۔ کا فوٹو وولٹک عمل شمسی خلیات بغیر کسی ایندھن کے اضافی استعمال کے سورج کی روشنی کو بجلی میں تبدیل کر سکتے ہیں۔ سلکان کا ڈیزائن اور کارکردگی شمسی مینوفیکچرنگ اور ٹیکنالوجی میں ترقی کی وجہ سے کئی دہائیوں کے دوران پینلز میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ فوٹو وولٹک کارکردگی a شمسی سیل کو توانائی کے اس حصے سے تعبیر کیا جاتا ہے جو سورج کی روشنی کی شکل میں ہوتا ہے اور جسے بجلی میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ فوٹو وولٹک کارکردگی اور مجموعی لاگت دو اہم محدود عوامل ہیں۔ شمسی آج پینل.
سلیکون کے علاوہ شمسی خلیات، ٹینڈم شمسی خلیات بھی دستیاب ہیں جن میں مخصوص خلیات استعمال کیے جاتے ہیں جو سورج کے سپیکٹرم کے ہر حصے کے لیے موزوں ہوتے ہیں جس کی وجہ سے مجموعی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ پیرووسکائٹس نامی مواد کو سورج کی روشنی سے زیادہ توانائی والے نیلے رنگ کے فوٹونز یعنی سورج کے سپیکٹرم کا ایک اور حصہ جذب کرنے میں سلکان سے بہتر سمجھا جاتا ہے۔ پیرووسکائٹس پولی کرسٹل لائن مواد ہیں (عام طور پر میتھیلیممونیم لیڈ ٹرائی ہالائڈ (CH3NH3PbX3، جہاں X آئوڈین، برومین یا کلورین ایٹم ہے)۔ پیرووسکائٹس سورج کی روشنی کو جذب کرنے والی تہوں میں پروسیس کرنے میں آسان ہیں۔ ابتدائی مطالعات میں سلیکون اور پیرووسکائٹس کو ملا کر شمسی خلیات یعنی سیلون سیلز میں شامل کیا گیا تھا۔ سب سے اوپر جو پیرووسکائٹ سیلز کے ساتھ زرد، سرخ اور قریب اورکت فوٹونز کو جذب کر سکتا ہے اس طرح بجلی کی پیداوار کو تقریباً دوگنا کر دیتا ہے۔
میں شائع ایک نئی تحقیق میں سائنس 3 مئی کو محققین نے پہلی بار تمام پیرووسکائٹس ٹینڈم سولر سیلز تیار کیے ہیں جو 25 فیصد تک کارکردگی دیتے ہیں۔ اس مواد کو لیڈ ٹن مکسڈ لو بینڈ گیپ پیرووسکائٹ فلم (FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4؛ فارمامیڈینیم کے لیے ایف اے اور میتھیلمونیم کے لیے ایم اے)۔ ٹن کو ہوا سے آکسیجن کے ساتھ رد عمل کرنے کا نقصان ہوتا ہے جس سے کرسٹل جالی میں نقائص پیدا ہوتے ہیں جو ٹن میں برقی چارج کی نقل و حرکت میں خلل ڈال سکتے ہیں۔ شمسی سیل اس طرح سیل کی کارکردگی کو محدود کرتا ہے۔ محققین نے پیرووسکائٹ میں ٹن کو آکسیجن کے ساتھ رد عمل سے روکنے کا ایک طریقہ تلاش کیا۔ انہوں نے لیڈ ٹن مکسڈ لو بینڈ گیپ پیرووسکائٹ فلموں کی ساختی اور آپٹو الیکٹرانک خصوصیات کو نمایاں طور پر بہتر بنانے کے لیے guanidinium thiocyanate نامی ایک کیمیائی مرکب استعمال کیا۔ کمپاؤنڈ guanidinium thiocyanate میں پیرووسکائٹ کرسٹلائٹس کوٹ کرتا ہے۔ شمسی جذب کرنے والی فلم اس طرح آکسیجن کو ٹن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے سے اندر جانے سے روکتی ہے۔ یہ فوری طور پر سولر سیل کی کارکردگی کو 18 سے 20 فیصد تک بڑھاتا ہے۔ اس کے علاوہ، جب اس نئے مواد کو روایتی طور پر استعمال ہونے والی اعلیٰ جذب کرنے والی ٹاپ پیرووسکائٹ پرت کے ساتھ ملایا گیا، تو کارکردگی مزید بڑھ کر 25 فیصد ہو گئی۔
موجودہ مطالعہ تمام پیرووسکائٹ پتلی فلموں کا استعمال کرتے ہوئے ٹینڈم شمسی خلیوں کے پہلی بار ڈیزائن کے لئے بیان کرتا ہے اور یہ ٹیکنالوجی ایک دن شمسی خلیوں میں سلکان کی جگہ لے سکتی ہے۔ نیا مواد اعلیٰ معیار کا ہے، سستا ہے اور اس کی تیاری آسان ہے جبکہ سلیکون اور سیلیکون پیرووسکائٹس ٹینڈم سیلز کے مقابلے لاگت کم ہے۔ پیرووسکائٹس سلیکون کے مقابلے انسان کا بنایا ہوا مواد ہے اور پیرووسکائٹس پر مبنی سولر پینل لچکدار، ہلکے وزن اور نیم شفاف ہوتے ہیں۔ اگرچہ موجودہ مواد کو سلکان پیرووسکائٹ ٹیکنالوجی کی کارکردگی کو پیچھے چھوڑنے میں کچھ وقت لگے گا۔ اس کے باوجود، پیرووسکائٹ پر مبنی پولی کرسٹل لائن فلموں میں ٹینڈم سولر سیلز کو ڈیزائن کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے جو دیگر عوامل کو بلا روک ٹوک رکھتے ہوئے 30 فیصد تک کارکردگی فراہم کر سکتی ہے۔ ماحول پر اثرات کو کم کرنے کے لیے مواد کو مضبوط، زیادہ مستحکم اور دوبارہ استعمال کرنے کے قابل بنانے کے لیے مزید مطالعات کی ضرورت ہے۔ شمسی توانائی کا شعبہ سب سے تیزی سے ترقی کرنے والے شعبوں میں سے ایک ہے اور اس کا حتمی مقصد صاف توانائی کے لیے ایک امید افزا متبادل تلاش کرنا ہے۔
***
{آپ اصل تحقیقی مقالے کو ذیل میں دیے گئے DOI لنک پر کلک کر کے پڑھ سکتے ہیں جو حوالہ دیئے گئے ماخذ کی فہرست میں ہے}
ذرائع)
ٹونگ جے وغیرہ۔ Sn-Pb perovskites میں 2019 کیریئر لائف ٹائم> 1 μs موثر آل پیرووسکائٹ ٹینڈم سولر سیلز کو قابل بناتا ہے۔ سائنس، 364 (6439)۔ https://doi.org/10.1126/science.aav7911
