কনভেনশন সোলার সেলগুলির সর্বাধিক বাহ্যিক কোয়ান্টাম দক্ষতা (EQE) 100% থাকে: কোষে প্রতিটি ফোটন ঘটনার জন্য, তারা একটি আলোক উত্তেজিত ইলেকট্রন তৈরি করে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, বিজ্ঞানীরা এমন উপাদানগুলির বিকাশের মাধ্যমে এটিকে উন্নত করার চেষ্টা করেছেন যা তাদের শোষণ করা প্রতিটি ফোটনের জন্য একাধিক ইলেকট্রনকে "মুক্ত" করে। পদার্থবিজ্ঞানীর নেতৃত্বে একটি দল চিনেদু একুমা of লেহাই বিশ্ববিদ্যালয় মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে এখন এই লক্ষ্য অর্জন করেছে, 190% পর্যন্ত EQE সহ একটি উপাদান তৈরি করেছে - সিলিকন সৌর কোষের প্রায় দ্বিগুণ।
দলটি জার্মেনিয়াম সেলেনাইড (GeSe) এবং টিন সালফাইড (SnS) এর পারমাণবিকভাবে পাতলা স্তরগুলির মধ্যে তামার পরমাণু সন্নিবেশ করে নতুন যৌগ তৈরি করেছে। ফলে উপাদানের রাসায়নিক সূত্র Cu আছেxGeSe/SnS, এবং গবেষকরা তথাকথিত ভ্যান ডের ওয়ালস ফাঁকের সুবিধা গ্রহণ করে এটি তৈরি করেছেন। এই পারমাণবিকভাবে ছোট ফাঁকগুলি দ্বি-মাত্রিক পদার্থের স্তরগুলির মধ্যে বিদ্যমান এবং তারা "পকেট" গঠন করে যার মধ্যে অন্যান্য উপাদানগুলি প্রবেশ করানো যেতে পারে (বা "ইন্টারক্যালেটেড") উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি সুরক্ষিত করতে।
মধ্যবর্তী ব্যান্ডগ্যাপ রাজ্য
লেহাই গবেষকরা মধ্যবর্তী ব্যান্ডগ্যাপ স্টেটের উপস্থিতির জন্য উপাদানটির বর্ধিত EQE এর জন্য দায়ী করেছেন। এই স্বতন্ত্র বৈদ্যুতিন শক্তির স্তরগুলি উপাদানের বৈদ্যুতিন কাঠামোর মধ্যে এমনভাবে উদ্ভূত হয় যা তাদের সৌর বিকিরণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিস্তৃত বর্ণালীতে খুব দক্ষতার সাথে আলো শোষণ করতে সক্ষম করে। নতুন উপাদানে, এই শক্তির স্তরগুলি প্রায় 0.78 এবং 1.26 ইলেক্ট্রন ভোল্ট (eV) এ বিদ্যমান, যা সেই পরিসরের মধ্যে থাকে যার উপরে উপাদানটি দক্ষতার সাথে সূর্যালোক শোষণ করতে পারে।
উপাদানটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামের ইনফ্রারেড এবং দৃশ্যমান অঞ্চলে বিশেষভাবে ভাল কাজ করে, প্রতিটি ঘটনা ফোটনের জন্য গড়ে প্রায় দুটি আলোক উত্তেজক চার্জ বাহক (ইলেকট্রন এবং ছিদ্রগুলি কোয়াসিকণাতে আবদ্ধ) তৈরি করে। একুমার মতে, এই ধরনের "একাধিক এক্সাইটন জেনারেশন" উপকরণগুলি সৌর কোষ ডিভাইসের মধ্যে সক্রিয় স্তর হিসাবে কাজ করতে পারে, যেখানে তাদের কার্যকারিতা মৌলিকভাবে এক্সাইটন পদার্থবিদ্যা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। "এই সক্রিয় স্তরটি উপাদানের মধ্যে এক্সিটন তৈরি এবং পরিবহনের সুবিধার মাধ্যমে সৌর কোষের দক্ষতা বাড়ানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ," একুমা ব্যাখ্যা করে।
ব্যবহারিক ডিভাইসের জন্য আরও গবেষণা প্রয়োজন
গবেষকরা উপাদানের ফটোঅ্যাকটিভ লেয়ারের বেধকে অপ্টিমাইজ করার জন্য উন্নত গণনামূলক মডেল ব্যবহার করেছেন। তারা গণনা করেছে যে কোয়ান্টাম কনফিনমেন্ট ক্ষয়ক্ষতি প্রতিরোধ করার জন্য এটি পাতলা (তথাকথিত আধা-2D সীমাতে) থাকে তা নিশ্চিত করে এর EQE উন্নত করা যেতে পারে। এটি একটি মূল ফ্যাক্টর যা নন-রেডিয়েটিভ রিকম্বিনেশন নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে দক্ষ এক্সাইটন জেনারেশন এবং পরিবহনকে প্রভাবিত করে, যেখানে ইলেক্ট্রন এবং গর্তগুলি দরকারী কারেন্ট তৈরি করার জন্য আলাদা হওয়ার পরিবর্তে পুনরায় সংযোজন করার সময় থাকে, একুমা ব্যাখ্যা করে। "কোয়ান্টাম বন্দিত্ব বজায় রাখার মাধ্যমে, আমরা শোষিত সূর্যালোককে কার্যকরভাবে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করতে এবং সর্বোচ্চ দক্ষতায় কাজ করার উপাদানের ক্ষমতা সংরক্ষণ করি," তিনি বলেছেন।
স্ট্রেন 2D পদার্থে এক্সিটনের প্রবাহকে নির্দেশ করে
যদিও নতুন উপাদানটি পরবর্তী প্রজন্মের, উচ্চ-দক্ষ সৌর কোষগুলির বিকাশের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল প্রার্থী, গবেষকরা স্বীকার করেছেন যে এটি বিদ্যমান সৌর শক্তি সিস্টেমে একত্রিত হওয়ার আগে আরও গবেষণার প্রয়োজন হবে। "আমরা এখন আন্তঃক্যালিত উপাদানের এই পরিবারটিকে আরও অন্বেষণ করছি এবং এই লক্ষ্যে বিভিন্ন উপকরণ প্রকৌশল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তাদের দক্ষতা অপ্টিমাইজ করছি," একুমা বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.
অধ্যয়ন বিস্তারিত আছে বিজ্ঞান অগ্রগতি.
- এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
- PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
- উত্স: https://physicsworld.com/a/new-photovoltaic-2d-material-breaks-quantum-efficiency-record/
