Empa সামনের আলোকসজ্জার জন্য 19.8% এবং বাইফেসিয়াল CIGS সৌর কোষে পিছনের আলোকসজ্জার জন্য 10.9% রেকর্ড দক্ষতা অর্জন করেছে

খবর: Photovoltaics

16 ডিসেম্বর 2022

কপার ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম ডিসেলেনাইড (সিআইজিএস) এর উপর ভিত্তি করে বাইফেসিয়াল থিন-ফিল্ম সোলার সেলগুলি তাদের সামনের দিক এবং তাদের পিছনের উভয় দিক থেকে সৌর শক্তি সংগ্রহ করতে পারে - এবং এইভাবে তাদের প্রচলিত প্রতিপক্ষের তুলনায় সম্ভাব্যভাবে বেশি সৌর বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে। এখনও অবধি, তবে, তাদের বানোয়াট শুধুমাত্র পরিমিত শক্তি রূপান্তর দক্ষতার দিকে পরিচালিত করেছে। সুইস ফেডারেল ল্যাবরেটরিজ ফর ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির (এমপিএ) একটি দল এখন একটি নতুন নিম্ন-তাপমাত্রার উত্পাদন প্রক্রিয়া তৈরি করেছে যার ফলে সামনের আলোকসজ্জার জন্য 19.8% এবং পিছনের আলোকসজ্জার জন্য 10.9% রেকর্ড দক্ষতা রয়েছে। তদুপরি, তারা প্রথম বাইফেসিয়াল পেরোভস্কাইট-সিআইজিএস ট্যান্ডেম সোলার সেল তৈরি করেছে, যা ভবিষ্যতে আরও বেশি শক্তি উৎপাদনের সম্ভাবনাকে উন্মুক্ত করেছে (এসসি ইয়াং এট আল, 'বাইফেসিয়াল কিউ(ইন,গা)সেলের দক্ষতা বৃদ্ধি2 সিলভার-সহায়তা কম-তাপমাত্রা প্রক্রিয়ার সাথে নমনীয় এবং টেন্ডেম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পাতলা-ফিল্ম সোলার সেল', প্রকৃতি শক্তি (2022); 21 নভেম্বর)।

যদি সরাসরি সূর্যালোক এবং এর প্রতিফলন (সৌর কোষের পিছনের দিক দিয়ে) উভয়ই সংগ্রহ করা যায়, তাহলে এটি কোষের উৎপন্ন শক্তির ফলন বাড়াবে। সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন হল, উদাহরণস্বরূপ, বিল্ডিং-ইন্টিগ্রেটেড ফটোভোলটাইকস (বিআইপিভি), এগ্রিভোল্টাইকস - ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং কৃষি উভয়ের জন্য জমির একযোগে ব্যবহার - এবং উচ্চ-উচ্চতার মাটিতে উল্লম্বভাবে বা হাই-টিল্ট ইনস্টল করা সোলার মডিউল। ফটোভোলটাইক্সের ইন্টারন্যাশনাল টেকনোলজি রোডম্যাপ অনুসারে, বাইফেসিয়াল সোলার সেলগুলি 70 সালের মধ্যে সামগ্রিক ফটোভোলটাইক্স বাজারের 2030% মার্কেট শেয়ার দখল করতে পারে।

যদিও সিলিকন ওয়েফারের উপর ভিত্তি করে বাইফেসিয়াল সোলার সেল ইতিমধ্যেই বাজারে রয়েছে, তবে পাতলা-ফিল্ম সোলার সেলগুলি এখনও পর্যন্ত পিছিয়ে রয়েছে। এটি, অন্তত আংশিকভাবে, বাইফেসিয়াল সিআইজিএস পাতলা-ফিল্ম সৌর কোষগুলির বরং কম দক্ষতার কারণে, একটি জটিল বাধা সমস্যার কারণে: যে কোনও দ্বিমুখী সৌর কোষের পিছনের দিকে প্রতিফলিত সূর্যালোক সংগ্রহ করতে সক্ষম হওয়ার জন্য, একটি অপটিক্যালি স্বচ্ছ বৈদ্যুতিক যোগাযোগ একটি পূর্বশর্ত। এটি একটি স্বচ্ছ পরিবাহী অক্সাইড (TCO) ব্যবহার করে অর্জন করা হয় যা প্রচলিত - যেমন মনো-ফেসিয়াল - মলিবডেনামের তৈরি সৌর কোষগুলিতে অস্বচ্ছ ব্যাক যোগাযোগকে প্রতিস্থাপন করে।

ক্ষতিকর অক্সাইড গঠন

উচ্চ-দক্ষ CIGS সৌর কোষগুলি সাধারণত একটি উচ্চ-তাপমাত্রা জমা প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয়, অর্থাৎ 550°C এর উপরে। এই তাপমাত্রায়, তবে, গ্যালিয়াম (সিআইজিএস স্তরের) এবং স্বচ্ছ পরিবাহী অক্সাইড ব্যাক যোগাযোগের অক্সিজেনের মধ্যে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে। ফলে গ্যালিয়াম অক্সাইড ইন্টারফেস স্তর সূর্যালোক-উত্পন্ন কারেন্টের প্রবাহকে বাধা দেয় এবং এইভাবে কোষের শক্তি রূপান্তর দক্ষতা হ্রাস করে। একটি একক কক্ষে এখন পর্যন্ত অর্জিত সর্বোচ্চ মান হল সামনের দিকের জন্য 9.0% এবং পিছনের দিকের জন্য 7.1%। "এটা সত্যিই কঠিন সৌর কোষের জন্য একটি ভাল শক্তি রূপান্তর দক্ষতা সামনে এবং পিছনের উভয় স্বচ্ছ পরিবাহী পরিচিতিগুলির সাথে," বলেছেন অযোধ্যা এন. তিওয়ারি, যিনি এম্পার থিন ফিল্ম এবং ফটোভোলটাইক্স ল্যাবের নেতৃত্ব দেন৷

ছবি: বাইফেসিয়াল CIGS সৌর কোষগুলি খুব পাতলা স্তর নিয়ে গঠিত, সক্রিয় পদার্থের জন্য মোট মাত্র 3µm। একটি স্বচ্ছ বৈদ্যুতিক যোগাযোগের উপরে জমা করা, সিআইজিএস পলিক্রিস্টালাইন স্তরটি সামনে এবং পিছনে উভয় দিক থেকে আলো শোষণ করে। (EMPA এর সৌজন্যে।)

সুতরাং, তিওয়ারির ল্যাবে রোমেন ক্যারনের গ্রুপে পিএইচডি ছাত্র শিহ-চি ইয়াং একটি নতুন নিম্ন-তাপমাত্রা জমা করার প্রক্রিয়া তৈরি করেছেন যা ক্ষতিকারক গ্যালিয়াম অক্সাইডের অনেক কম উত্পাদন করবে - আদর্শভাবে কিছুই নয়। তারা সিআইজিএস খাদের গলনাঙ্ক কমাতে এবং মাত্র 350 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ভাল ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য সহ শোষক স্তরগুলি পেতে অল্প পরিমাণে রূপা ব্যবহার করেছিল। যখন তারা উচ্চ-রেজোলিউশন ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (TEM) এর সাহায্যে মাল্টি-লেয়ার স্ট্রাকচার বিশ্লেষণ করে, তিওয়ারির প্রাক্তন পোস্টডক Tzu-Ying Lin (বর্তমানে তাইওয়ানের ন্যাশনাল সিং হুয়া ইউনিভার্সিটির) সাহায্যে, দলটি কোন গ্যালিয়াম অক্সাইড সনাক্ত করতে পারেনি। ইন্টারফেস এ সব.

33% এর বেশি শক্তির ফলন লক্ষ্য করা

এটি একটি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত শক্তি রূপান্তর দক্ষতা দ্বারাও প্রতিফলিত হয়েছিল: সেলটি সামনের আলোকসজ্জার জন্য 19.8% এবং পিছনের আলোকসজ্জার জন্য 10.9% মান দিয়েছে যা ফ্রেবার্গ, জার্মানির ফ্রাউনহফার ইনস্টিটিউট ফর সোলার এনার্জি সিস্টেম (আইএসই) দ্বারা স্বাধীনভাবে প্রত্যয়িত হয়েছে – একটি কাচের স্তরে একই কোষ।

দলটি প্রথমবারের মতো নমনীয় পলিমার সাবস্ট্রেটের উপর একটি দ্বিমুখী সিআইজিএস সোলার সেল তৈরিতেও সফল হয়েছে, যা - তাদের হালকা ওজন এবং নমনীয়তার কারণে - সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনের বর্ণালীকে প্রশস্ত করে।

অবশেষে, গবেষকরা দুটি ফটোভোলটাইক প্রযুক্তি - সিআইজিএস এবং পেরোভস্কাইট সৌর কোষ -কে একত্রিত করে একটি দ্বিমুখী ট্যান্ডেম সেল তৈরি করেন।

তিওয়ারির মতে, বাইফেসিয়াল সিআইজিএস প্রযুক্তিতে 33% এর বেশি শক্তি রূপান্তর দক্ষতা অর্জনের সম্ভাবনা রয়েছে, যা ভবিষ্যতে পাতলা-ফিল্ম সৌর কোষের জন্য আরও সুযোগ উন্মুক্ত করে। তিওয়ারি এখন বৃহত্তর স্কেলে প্রযুক্তির উন্নয়ন এবং এর শিল্প উত্পাদনশীলতাকে ত্বরান্বিত করতে ইউরোপ জুড়ে মূল ল্যাব এবং কোম্পানিগুলির সাথে একটি সহযোগিতামূলক প্রচেষ্টা স্থাপন করার চেষ্টা করছেন৷

ট্যাগ্স: এমপা নমনীয় CIGS

যান: www.nature.com/articles/

যান: www.empa.ch

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.semiconductor-today.com/news_items/2022/dec/empa-161222.shtml