رول ٹو رول فیبریکیٹڈ ہائبرڈ پیرووسکائٹ سولر سیلز ریکارڈ افادیت تک پہنچتے ہیں - فزکس ورلڈ

ہائبرڈ پیرووسکائٹ مواد سے بنائے گئے بڑے رقبے کے شمسی خلیات نے آسٹریلیا اور برطانیہ کے محققین کی بدولت کمرشلائزیشن کے قریب ایک قدم بڑھایا ہے جنہوں نے پہلی بار صنعتی طریقوں سے خلیوں کو گھڑا۔ رول ٹو رول پرنٹنگ کے نام سے جانے والی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے محیطی حالات میں تیار کیا گیا، خلیے انفرادی چھوٹے ایریا سیلز کے لیے 15.5% تک اور بڑے ایریا کے ماڈیولز میں سیریلی طور پر منسلک سیلز کے لیے 11% تک نسبتاً زیادہ پاور کنورژن افادیت دکھاتے ہیں۔ محققین کے مطابق، سیلز پیدا کرنے کے لیے بھی سستے ہوں گے، جب پیداوار 0.70 میٹر تک پہنچ جائے گی تو حسابی لاگت $1 فی واٹ تک گر جائے گی۔² سالانہ.

پیرووسکائٹ مواد کو "ہائبرڈ" کہا جاتا ہے جب اس میں غیر نامیاتی اور نامیاتی دونوں اجزاء ہوتے ہیں۔ تمام پیرووسکائٹس کی طرح، ہائبرڈ میں کیمیائی فارمولا ABX ہوتا ہے۔₃، لیکن اس صورت میں A ایک نامیاتی کیشن ہے، جبکہ B لیڈ ہے اور X آئوڈائڈ، برومائڈ یا کوئی اور ہالائیڈ ہو سکتا ہے۔ ساختی طور پر، ان میں ایک لیڈ ہالائیڈ فریم ورک ہوتا ہے جو چھوٹے نامیاتی کیشنز سے بھرا ہوتا ہے، اور وہ پتلی فلم کے شمسی خلیوں کے لیے بہت زیادہ وعدہ ظاہر کرتے ہیں کیونکہ ان کے ٹیون ایبل بینڈ گیپس انہیں شمسی اسپیکٹرم طول موج کی ایک وسیع رینج پر روشنی جذب کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

"ہم ایک طویل عرصے سے پرنٹ شدہ نامیاتی شمسی خلیوں پر کام کر رہے ہیں، لیکن جب پیرووسکائٹ شمسی خلیات ابھرے تو نامیاتی شمسی خلیوں کا میدان نسبتاً آہستہ آہستہ آگے بڑھ رہا تھا،" کہتے ہیں۔ دوجن واک آسٹریلیا کے دولت مشترکہ سائنسی اور صنعتی ریسرچ آرگنائزیشن (CSIRO), جنہوں نے ساتھیوں کے ساتھ مل کر اس منصوبے کی قیادت کی۔ کیمبرج یونیورسٹی, منش یونیورسٹی اور نیو ساؤتھ ویلز یونیورسٹی.

ویک جیسے محققین کے لیے، ہائبرڈ پیرووسکائٹ سولر سیلز کے بارے میں دلچسپ بات یہ ہے کہ ان کی پاور تبادلوں کی افادیت اصولی طور پر، شمسی سیل کے قائم کردہ مواد جیسے کہ سلیکون، گیلیم آرسنائیڈ یا کیڈمیم ٹیلرائڈ کے مساوی ہے۔ عملی طور پر، تاہم، اعلی کارکردگی والے ہائبرڈ پیرووسکائٹ سولر سیلز کو اب تک صرف لیبارٹری میں ہی دکھایا گیا ہے۔ صنعتی عمل کا استعمال کرتے ہوئے ان مواد سے بڑے رقبے کے موثر آلات بنانا مشکل ہے۔

11 cm² پینلز پر 50% کارکردگی

تازہ ترین کام میں، وک اور ساتھیوں نے دکھایا کہ وہ 11 فیصد کی افادیت اور 50 سینٹی میٹر تک کے رقبے کے ساتھ ہائبرڈ پیرووسکائٹ سولر پینل تیار کر سکتے ہیں۔² رول ٹو رول پرنٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے یہ تکنیک ایک مسلسل عمل میں خلیات تیار کرتی ہے جو اخباروں کے چھپنے کے طریقے سے مشابہت رکھتی ہے، پے در پے کوٹنگ، پرنٹنگ اور خشک کرنے کے مراحل ایک سرے پر فلم کے رول کو دوسرے سرے پر تیار شدہ مصنوعات سے بھرے رول میں تبدیل کرتے ہیں۔

بہت سے صنعتی عمل ان تمام من گھڑت مراحل کو ایک ہی پاس میں مکمل کرتے ہیں۔ اس معاملے میں، تاہم، محققین نے اپنے آلات کو گھڑنے کے لیے متعدد رنز کا استعمال کیا۔ انہوں نے ویکیوم پر مبنی دھاتی الیکٹروڈز کو بھی تبدیل کیا جو روایتی طور پر رول ٹو رول پرنٹنگ میں استعمال کیے گئے پرنٹ شدہ کاربن الیکٹروڈس کے ساتھ جو پیرووسکائٹ مواد کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں۔

اس ایڈجسٹمنٹ کی بدولت ٹیم روزانہ 10 000 سے زیادہ سولر سیلز بنانے اور ان کا تجزیہ کرنے میں کامیاب رہی۔ اس "ہائی تھرو پٹ" تجربے نے محققین کو مختلف پروسیسنگ پیرامیٹرز کے لیے زیادہ سے زیادہ قدروں کی تیزی سے شناخت کرنے کی اجازت دی، جس سے حتمی آلات کی کارکردگی میں اضافہ ہوا۔

مختلف ایپلی کیشنز کے لیے پروٹو ٹائپس

"ہم نے سوچا کہ پیرووسکائٹ شمسی خلیات بھی مکمل طور پر نامیاتی بنیادوں کی طرح پرنٹ کیے جا سکتے ہیں اور ہم نے اچھی پیش رفت کی ہے،" واک کہتے ہیں۔ "آخری رکاوٹ ویکیوم پر مبنی بیک الیکٹروڈ کو ختم کرنا تھی اور ہم اس کام میں اس مقصد کو حاصل کرنے میں کامیاب ہو گئے۔"

محققین کا کہنا ہے کہ ان کے تیار کردہ ماڈیولز کو مختلف ایپلی کیشنز میں جانچ کے لیے بطور پروٹو ٹائپ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ "اگرچہ یہ روایتی شعبوں میں آسانی سے اپنانے کی سطح پر نہیں ہے جہاں آپ عام طور پر سیلیکون سولر سیلز جیسی بالغ شمسی ٹیکنالوجیز استعمال کریں گے، ہم نے ایپلی کیشنز کی نشاندہی کی ہے۔ اور پریمیم مارکیٹیں جن میں اس ٹیکنالوجی کو مسابقتی فائدہ حاصل ہوگا، "واک کہتے ہیں۔ "مثال کے طور پر، ہم خلائی ایپلی کیشنز کو دیکھ رہے ہیں اور حال ہی میں لانچ کیے گئے سیٹلائٹ پر پرنٹ شدہ پیرووسکائٹ سولر ماڈیولز انسٹال کر چکے ہیں۔"

اس مطالعہ میں، جو میں شائع ہوا ہے فطرت، قدرت مواصلات، سب سے بڑا شمسی ماڈیول جو محققین نے بنایا ہے اس کی پیمائش 10 سینٹی میٹر x 10 سینٹی میٹر ہے۔ اگرچہ اسے علمی تحقیق میں قابل قدر سمجھا جاتا ہے، لیکن حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز کے لیے یہ اب بھی بہت چھوٹا ہے۔ لہذا محققین کے لیے اگلا مرحلہ ان کی تکنیک کو بڑھانا ہے۔ "خوش قسمتی سے، ہم نے CSIRO میں پیرووسکائٹ سولر سیلز کے لیے ایک جدید ترین پرنٹنگ کی سہولت کی تنصیب مکمل کی ہے اور ہم اس نئے پائلٹ پیمانے کے پرنٹر کے ساتھ ٹیکنالوجی کو ترقی دینے کے قابل ہو جائیں گے،" واک بتاتی ہے۔ طبیعیات کی دنیا.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/roll-to-roll-fabricated-hybrid-perovskite-solar-cells-reach-record-efficiencies/