Future renewable energy technology
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে একটি নতুন ধরনের সৌর প্রযুক্তি প্রতিশ্রুতিশীল বলে মনে হচ্ছে। হ্যালাইড পেরোভস্কাইট সৌর কোষগুলি বৈদ্যুতিক শক্তি উত্পাদন করার জন্য উচ্চ-কার্যকারিতা এবং কম খরচে উভয়ই – ভবিষ্যতের যে কোনও সফল সৌর প্রযুক্তির জন্য দুটি প্রয়োজনীয় উপাদান। কিন্তু নতুন সৌর কোষের উপকরণগুলিও সিলিকন-ভিত্তিক সৌর কোষগুলির স্থায়িত্বের সাথে মেলে, যা 25 বছরেরও বেশি নির্ভরযোগ্যতার গর্ব করে।
সদ্য প্রকাশিত গবেষণায়, জর্জিয়া টেকের স্কুল অফ ম্যাটেরিয়াল সায়েন্সেস অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহকারী অধ্যাপক জুয়ান-পাবলো কোরেয়া-বায়েনার নেতৃত্বে একটি দল দেখায় যে হ্যালাইড পেরোভস্কাইট সৌর কোষগুলি পূর্বের চিন্তার চেয়ে কম স্থিতিশীল। তাদের কাজ তাপীয় অস্থিরতা প্রকাশ করে যা কোষের ইন্টারফেস স্তরগুলির মধ্যে ঘটে, তবে হ্যালাইড পেরোভস্কাইট সৌর প্রযুক্তির জন্য নির্ভরযোগ্যতা এবং দক্ষতার দিকে এগিয়ে যাওয়ার পথও সরবরাহ করে। 2022 সালের ডিসেম্বরে অ্যাডভান্সড ম্যাটেরিয়ালস জার্নালের কভার স্টোরি হিসাবে প্রকাশিত তাদের গবেষণা, সূর্যালোক দ্বারা উত্পন্ন বৈদ্যুতিক স্রোতের সাথে সংশ্লিষ্ট একটি ক্ষেত্র ফটোভোলটাইক্সে পেরোভস্কাইটের সাথে কাজ করা শিক্ষাবিদ এবং শিল্প পেশাদার উভয়ের জন্যই তাত্ক্ষণিক প্রভাব রয়েছে।
সীসা হ্যালাইড পেরোভস্কাইট সৌর কোষগুলি সূর্যালোকের উচ্চতর বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরের প্রতিশ্রুতি দেয়। বর্তমানে, এই কোষগুলির মধ্যে উচ্চ রূপান্তর দক্ষতার সমন্বয় করার জন্য সবচেয়ে সাধারণ কৌশল হল তাদের পৃষ্ঠতলগুলিকে বড় ইতিবাচক চার্জযুক্ত আয়ন দিয়ে চিকিত্সা করা যা ক্যাটেশন নামে পরিচিত।
এই ক্যাশনগুলি পেরোভস্কাইট পারমাণবিক-স্কেল জালিতে মাপসই করার জন্য খুব বড়, এবং, পেরোভস্কাইট স্ফটিকের উপর অবতরণ করার পরে, ইন্টারফেসে উপাদানটির গঠন পরিবর্তন করে যেখানে সেগুলি জমা হয়। ফলে পারমাণবিক-স্কেল ত্রুটিগুলি সৌর কোষ থেকে বর্তমান নিষ্কাশনের কার্যকারিতা সীমিত করে। এই কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি সম্পর্কে সচেতনতা সত্ত্বেও, জমা করার পরে ক্যাটেশনগুলি স্থিতিশীল কিনা তা নিয়ে গবেষণা সীমিত, একটি প্রক্রিয়া বোঝার একটি ফাঁক রেখে যা হ্যালাইড পেরোভস্কাইট সৌর কোষগুলির দীর্ঘমেয়াদী কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করতে পারে।
আরও পড়ুন – সবচেয়ে বড় পেঙ্গুইন যা এ পর্যন্ত বেঁচে ছিল, কোন পেঙ্গুইন জেনে নিন।
“আমাদের উদ্বেগ ছিল যে সৌর সেল অপারেশনের দীর্ঘ সময়ের মধ্যে ইন্টারফেসগুলির পুনর্গঠন অব্যাহত থাকবে,” কোরিয়া-বায়না বলেছেন। “সুতরাং, আমরা সময়ের সাথে এই প্রক্রিয়াটি কীভাবে ঘটে তা বোঝার এবং প্রদর্শন করার চেষ্টা করেছি।”
পরীক্ষাটি চালানোর জন্য, দলটি সাধারণ পেরোভস্কাইট ফিল্ম ব্যবহার করে একটি নমুনা সৌর ডিভাইস তৈরি করেছে। ডিভাইসটিতে আটটি স্বাধীন সৌর কোষ রয়েছে, যা গবেষকদের প্রতিটি কোষের কর্মক্ষমতার উপর ভিত্তি করে পরীক্ষা এবং ডেটা তৈরি করতে সক্ষম করে। তারা তদন্ত করেছিল যে কোষগুলি কীভাবে কাজ করবে, ক্যাটেশন পৃষ্ঠের চিকিত্সার সাথে এবং ছাড়াই, এবং সিঙ্ক্রোট্রন-ভিত্তিক এক্স-রে চরিত্রায়ন কৌশলগুলি ব্যবহার করে দীর্ঘায়িত তাপীয় চাপের আগে এবং পরে প্রতিটি কোষের ক্যাটেশন-সংশোধিত ইন্টারফেসগুলি অধ্যয়ন করেছিল।
প্রথমে, গবেষকরা 40 মিনিটের জন্য 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে প্রাক-চিকিত্সা করা নমুনাগুলিকে উন্মুক্ত করেছিলেন এবং তারপরে এক্স-রে ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করে রাসায়নিক গঠনে তাদের পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করেছিলেন। তারা ফিল্মের পৃষ্ঠে কী ধরণের স্ফটিক কাঠামো গঠন করে তা সঠিকভাবে তদন্ত করতে অন্য ধরনের এক্স-রে প্রযুক্তি ব্যবহার করেছে। দুটি সরঞ্জাম থেকে তথ্য একত্রিত করে, গবেষকরা কল্পনা করতে পারেন যে কীভাবে ক্যাটেশনগুলি জালিতে ছড়িয়ে পড়ে এবং কীভাবে তাপের সংস্পর্শে আসার সময় ইন্টারফেসের কাঠামো পরিবর্তন হয়।
এরপরে, ক্যাটেশন-প্ররোচিত কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি কীভাবে সৌর কোষের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে তা বোঝার জন্য, গবেষকরা জর্জিয়া টেকের পদার্থবিদ্যা এবং রসায়নের অধ্যাপক কার্লোস সিলভার সহযোগিতায় উত্তেজনা পারস্পরিক সম্পর্ক স্পেকট্রোস্কোপি নিযুক্ত করেছেন। কৌশলটি সৌর কোষের নমুনাগুলিকে খুব দ্রুত আলোর স্পন্দনের কাছে প্রকাশ করে এবং আলো থেকে শক্তি কীভাবে হারিয়ে যায় তা বোঝার জন্য প্রতিটি স্পন্দনের পরে ফিল্ম থেকে নির্গত আলোর তীব্রতা সনাক্ত করে। পরিমাপগুলি গবেষকদের বুঝতে দেয় যে কী ধরণের পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি কার্যকারিতার জন্য ক্ষতিকারক।
অবশেষে, দলটি সৌর কোষের দক্ষতার পার্থক্যের সাথে গঠন এবং অপটোইলেক্ট্রনিক বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তনগুলিকে সম্পর্কযুক্ত করেছে। তারা দুটি সর্বাধিক ব্যবহৃত ক্যাটেশনে উচ্চ তাপমাত্রার দ্বারা প্রবর্তিত পরিবর্তনগুলিও অধ্যয়ন করেছে এবং তাদের ইন্টারফেসে গতিবিদ্যার পার্থক্য পর্যবেক্ষণ করেছে।
আরও পড়ুন – মৌমাছি এবং ফসল সংরক্ষণ করা নতুন কীটনাশক মৌমাছির বিষাক্ততা হ্রাস করে।
“আমাদের কাজ প্রকাশ করেছে যে কিছু নির্দিষ্ট ক্যাশনের সাথে চিকিত্সার মাধ্যমে অস্থিরতার প্রবর্তন করা হয়েছে,” বলেছেন কার্লো পেরিনি, কোরিয়া-বায়নার ল্যাবের একজন গবেষণা বিজ্ঞানী এবং কাগজের প্রথম লেখক। “কিন্তু সুসংবাদটি হল যে, ইন্টারফেস স্তরের সঠিক প্রকৌশলের সাথে, আমরা ভবিষ্যতে এই প্রযুক্তির উন্নত স্থিতিশীলতা দেখতে পাব।”
গবেষকরা শিখেছেন যে জৈব ক্যাটেশনের সাথে চিকিত্সা করা ধাতব হ্যালাইড পেরোভস্কাইট ফিল্মের পৃষ্ঠগুলি তাপীয় চাপের অধীনে গঠন এবং সংমিশ্রণে বিকশিত হতে থাকে। তারা দেখেছে যে ইন্টারফেসের ফলে পারমাণবিক-স্কেল পরিবর্তনগুলি সৌর কোষে শক্তি রূপান্তর দক্ষতায় অর্থপূর্ণ ক্ষতির কারণ হতে পারে। উপরন্তু, তারা দেখেছে যে এই পরিবর্তনের গতি নির্ভর করে ক্যাটেশনের ধরনের উপর, পরামর্শ দেয় যে স্থিতিশীল ইন্টারফেসগুলি অণুগুলির পর্যাপ্ত প্রকৌশলের সাথে নাগালের মধ্যে থাকতে পারে।
“আমরা আশা করি এই কাজটি গবেষকদের উচ্চ তাপমাত্রায় এই ইন্টারফেসগুলি পরীক্ষা করতে এবং অস্থিরতার সমস্যার সমাধান খুঁজতে বাধ্য করবে,” Correa-Baena বলেছেন। “এই কাজটি বিজ্ঞানীদের সঠিক দিকে নির্দেশ করা উচিত, এমন একটি এলাকায় যেখানে তারা আরও দক্ষ এবং স্থিতিশীল সৌর প্রযুক্তি তৈরি করার জন্য ফোকাস করতে পারে।”
রেফারেন্স: কার্লো আন্দ্রেয়া রিকার্ডো পেরিনি, এস্তেবান রোজাস-গ্যাটজেনস, ম্যাগডালেনা রাভেলো, আন্দ্রেস-ফেলিপ কাস্ত্রো-মেন্ডেজ, জুয়ানিতা বারিগো, জুয়ানিতা, বারিডালগো, ম্যাগডালেনা রাভেলো দ্বারা “রুডলসডেন-পপার স্ট্রাকচার থেকে ইন্টারফেস পুনর্গঠন সীসা হ্যালাইড পেরোভস্কাইট সৌর কোষে স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করে” লাই, রুইপেং লি, কার্লোস সিলভা-আকুনা, জুয়ান-পাবলো কোরেয়া-বেনা, 17 অক্টোবর 2022, উন্নত উপকরণ।
আরও পড়ুন – মেশিন লার্নিং GANs কিভাবে কাজ করে?
