शोधकर्ताओं ने प्रकाश, गर्मी और यूवी तनाव के तहत रिकॉर्ड पेरोव्स्काइट सौर मॉड्यूल स्थिरता हासिल की है

एक अंतरराष्ट्रीय शोध दल ने रसायन विज्ञान संचालित पैसिवेशन तकनीक के साथ प्रकाश, गर्मी और यूवी तनाव के तहत रिकॉर्ड पेरोव्स्काइट सौर मॉड्यूल स्थिरता हासिल की है जो उद्योग के अनुकूल है। विशेष रूप से, 48 सेमी2 प्रदर्शन मॉड्यूल ने 1-सूर्य प्रकाश भिगोने और अधिकतम पावर प्वाइंट (एमपीपी) के 5,000 घंटे के बाद अपनी प्रारंभिक दक्षता का लगभग 95% बरकरार रखा।

संबंधित लेखक नर्गेस याघूबी निया ने पीवी पत्रिका को बताया, "इस काम की मुख्य नवीनता पारंपरिक आयनिक भारी धनायनों के बजाय तटस्थ अणुओं पर आधारित दो आयामी (2डी) पेरोव्स्काइट्स के लिए एक सह-{0} क्रिस्टल इंजीनियरिंग रणनीति की शुरूआत है।" उन्होंने कहा कि अध्ययन से पता चला है कि तटस्थ ट्राईज़िन-आधारित अणु, जिसे बेंजोगुआनामाइन (बीजीए) के रूप में जाना जाता है, एक स्टोइकोमेट्रिक में इकट्ठा होने के लिए "कोफॉर्मर" के रूप में कार्य कर सकते हैं। आयन विनिमय के बजाय अंतर-आण्विक अंतःक्रिया के माध्यम से 2डी पेरोव्स्काइट सह{5}}क्रिस्टल चरण।"

शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि बीजीए ने एक बहुक्रियाशील एजेंट के रूप में कार्य करते हुए, "मजबूत लुईस एडक्ट्स और इंटरमॉलिक्युलर बॉन्ड बनाकर" पेरोव्स्काइट मिश्रित पतली फिल्मों में हैलाइड और धनायनित दोनों रिक्तियों को चुनिंदा रूप से पारित किया।

शोधकर्ताओं ने कहा, "ये बीजीए आधारित 2डी पेरोव्स्काइट फिल्में लंबे समय तक परिवेशीय रोशनी के तहत आयन प्रवासन और अस्थिर एमए+ धनायनों के उत्सर्जन को प्रभावी ढंग से रोकती हैं।" उन्होंने कहा कि स्थिर 2डी पेरोव्स्काइट चरण ने मूल 3डी पेरोव्स्काइट स्टोइकोमेट्री में कोई बदलाव नहीं किया है।

याघूबी निया के अनुसार, 3डी परत को होने वाले नुकसान से बचने के लिए गैर-ध्रुवीय, उद्योग-संगत सॉल्वैंट्स का उपयोग करना भी नया था।

अनुकूलित पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं में उपचारित फिल्मों के प्रदर्शन के परिणामस्वरूप 1-सूर्य प्रकाश भिगोने और एमपीपी स्थितियों के 5,000 घंटे के बाद 95% से अधिक दक्षता बनाए रखी गई। थर्मल तनाव परीक्षणों के तहत, लक्ष्य डिवाइस में 85 डिग्री सेल्सियस पर 5,000 घंटे के बाद 91% से अधिक दक्षता प्रतिधारण और वायुमंडलीय स्थितियों में निरंतर यूवी जोखिम और एमपीपी ट्रैकिंग के 1,000 घंटे के तहत 98% से अधिक दक्षता प्रतिधारण थी।

शोधकर्ताओं ने 48 सेमी² तक सक्रिय क्षेत्र वाले मॉड्यूल भी बनाए जिनमें 18.5% बिजली रूपांतरण दक्षता और आईईसी/आईएसओएस वाणिज्यिक आवश्यकताओं से परे स्थिरता का स्तर था। छोटे क्षेत्र के सौर सेलों की दक्षता 23.4% थी।

शोधकर्ताओं ने कहा, "हमारी सह-क्रिस्टल इंजीनियरिंग पद्धति पहले प्रकाशित परिणामों की तुलना में दक्षता और स्थिरता दोनों में स्पष्ट वृद्धि दिखाती है।" याघूबी निया ने कहा, "एक साथ मिलकर, ये प्रगति सीधे तौर पर पेरोव्स्काइट व्यावसायीकरण के लिए अंतिम प्रमुख बाधाओं में से एक को संबोधित करती है: यथार्थवादी परिचालन स्थितियों के तहत दीर्घकालिक मॉड्यूल स्थिरता।"

जहां तक ​​विनिर्माण क्षमता का सवाल है, सह-{0}}क्रिस्टल इंजीनियरिंग प्रक्रिया को मौजूदा पेरोव्स्काइट विनिर्माण वर्कफ़्लो के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

याघूबी निया ने समझाया, "प्रक्रिया के नजरिए से यह एक मानक 3डी पेरोव्स्काइट परत के शीर्ष पर एक अतिरिक्त जमाव कदम है," और कहा कि इसके लिए जटिल संश्लेषण, उच्च तापमान प्रसंस्करण, वैक्यूम चरण या नए पूंजी गहन उपकरण की आवश्यकता नहीं है। उन्होंने कहा, "इससे मौजूदा पीवी विनिर्माण लाइनों में प्रौद्योगिकी हस्तांतरण की बाधा कम हो जाती है।"

2डी सह{1}क्रिस्टल परत एक गैर{2}ध्रुवीय विलायक से समाधान जमाव, उसके बाद हल्के थर्मल एनीलिंग द्वारा बनाई जाती है। "महत्वपूर्ण बात यह है कि जटिलता तकनीकी के बजाय रासायनिक है। नवाचार आणविक डिजाइन और इंटरफेशियल रसायन विज्ञान में निहित है, अतिरिक्त विनिर्माण चरणों में नहीं। यह दृष्टिकोण को बड़े पैमाने पर और औद्योगिक अपनाने के लिए अत्यधिक आकर्षक बनाता है," याघूबी निया ने जोर दिया

अनुसंधान का नेतृत्व इरिटाली ट्रेडिंग कंपनी और इकोले पॉलिटेक्निक फेडेरेल डी लॉज़ेन (ईपीएफएल) की एक टीम ने किया था, जिसमें रोम टोर वर्गाटा विश्वविद्यालय, इंस्टीट्यूट ऑफ स्ट्रक्चर ऑफ मैटर, आर्गन नेशनल लेबोरेटरी, इटली स्थित ग्रेटसेल सोलर के शोधकर्ता भी शामिल थे।

शोधकर्ताओं ने बीजीए के साथ काम का मूल्यांकन "गैर-{2}ध्रुवीय सॉल्वैंट्स का उपयोग करके अद्वितीय सह-{0}क्रिस्टल निम्न-{1}}आयामी पेरोव्स्काइट चरणों को साकार करने के लिए एक अभूतपूर्व यौगिक के रूप में किया, जिससे अत्यधिक कुशल और स्थिर पेरोव्स्काइट उपकरण तैयार हुए।"

इसका विवरण नेचर एनर्जी में प्रकाशित "बेहतर दक्षता और स्थिरता के साथ पेरोव्स्काइट सौर मॉड्यूल के लिए दो आयामी पेरोव्स्काइट चरण की सह-{0}}क्रिस्टल इंजीनियरिंग" में दिया गया है।