ସୌର କୋଷର ସୀମାକୁ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ବିରଳ-ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ବ୍ୟବହାର
ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷଗୁଡ଼ିକର ବର୍ତ୍ତମାନର ସୌର କୋଷ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ତୁଳନାରେ ସୁବିଧା ରହିଛି। ଏଗୁଡ଼ିକ ଅଧିକ ଦକ୍ଷ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ଅଛି, ହାଲୁକା ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରକାର ତୁଳନାରେ କମ ମୂଲ୍ୟର। ଏକ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷରେ, ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ର ସ୍ତରକୁ ସମ୍ମୁଖ ଭାଗରେ ଏକ ସ୍ୱଚ୍ଛ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏବଂ ପଛ ଭାଗରେ ଏକ ପ୍ରତିଫଳିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ସ୍ୟାଣ୍ଡୱିଚ୍ କରାଯାଇଥାଏ। କ୍ୟାଥୋଡ୍ ଏବଂ ଆନୋଡ୍ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ମଧ୍ୟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପରିବହନ ଏବଂ ଗର୍ତ୍ତ ପରିବହନ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକୁ ଭର୍ତ୍ତି କରାଯାଇଥାଏ, ଯାହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକରେ ଚାର୍ଜ ସଂଗ୍ରହକୁ ସହଜ କରିଥାଏ। ଚାର୍ଜ ପରିବହନ ସ୍ତରର ଆକୃତି ଗଠନ ଏବଂ ସ୍ତର କ୍ରମ ଉପରେ ଆଧାର କରି ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷଗୁଡ଼ିକର ଚାରୋଟି ବର୍ଗୀକରଣ ଅଛି: ନିୟମିତ ପ୍ଲାନର୍, ଇନଭାର୍ଟଡ୍ ପ୍ଲାନର୍, ନିୟମିତ ମେସୋପୋରସ୍ ଏବଂ ଇନଭାର୍ଟଡ୍ ମେସୋପୋରସ୍ ଗଠନ। ତଥାପି, ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ଅନେକ ଅସୁବିଧା ରହିଛି। ଆଲୋକ, ଆର୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ଅମ୍ଳଜାନ ସେମାନଙ୍କର ଅବକ୍ଷୟକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିପାରେ, ସେମାନଙ୍କର ଶୋଷଣ ଅସଙ୍ଗତ ହୋଇପାରେ, ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ଅଣ-ରେଡିଏଟିଭ୍ ଚାର୍ଜ ପୁନଃସଂଯୋଗ ସହିତ ମଧ୍ୟ ସମସ୍ୟା ଅଛି। ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ସ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ସ ଦ୍ୱାରା କ୍ଷିପ୍ତ ହୋଇପାରେ, ଯାହା ସ୍ଥିରତା ସମସ୍ୟା ସୃଷ୍ଟି କରେ। ସେମାନଙ୍କର ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକୁ ସାକାର କରିବା ପାଇଁ, ସେମାନଙ୍କର ଶକ୍ତି ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦକ୍ଷତା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ସ୍ଥିରତାରେ ଉନ୍ନତି ଆଣିବାକୁ ପଡିବ। ତଥାପି, ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଉନ୍ନତି 25.5% ଦକ୍ଷତା ସହିତ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷକୁ ନେଇଛି, ଯାହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ସେମାନେ ପାରମ୍ପରିକ ସିଲିକନ୍ ଫଟୋଭୋଲ୍ଟିକ୍ ସୌର କୋଷଠାରୁ ବହୁତ ପଛରେ ନାହାନ୍ତି। ଏଥିପାଇଁ, ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷରେ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ବିରଳ-ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଅନୁସନ୍ଧାନ କରାଯାଇଛି। ସେମାନଙ୍କର ଫଟୋଫିଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ଅଛି ଯାହା ସମସ୍ୟାଗୁଡ଼ିକୁ ଦୂର କରିଥାଏ। ତେଣୁ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷରେ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବହାର କରିବା ଦ୍ୱାରା ସେମାନଙ୍କର ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଉନ୍ନତ କରାଯିବ, ଯାହା ଫଳରେ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ୱଚ୍ଛ ଶକ୍ତି ସମାଧାନ ପାଇଁ ବଡ଼ ପରିମାଣରେ କାର୍ଯ୍ୟାନ୍ୱୟନ ପାଇଁ ଅଧିକ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ କରାଯିବ। ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷକୁ କିପରି ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନ ସାହାଯ୍ୟ କରେ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକରେ ଅନେକ ଲାଭଦାୟକ ଗୁଣ ଅଛି ଯାହା ଏହି ନୂତନ ପିଢ଼ିର ସୌର କୋଷର କାର୍ଯ୍ୟକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ। ପ୍ରଥମତଃ, ବିରଳ-ପୃଥିବୀ ଆୟନରେ ଅକ୍ସିଡେସନ ଏବଂ ହ୍ରାସ ସମ୍ଭାବନା ପ୍ରତିବର୍ତ୍ତନୀୟ, ଲକ୍ଷ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀର ନିଜସ୍ୱ ଅକ୍ସିଡେସନ ଏବଂ ହ୍ରାସ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ। ଏହା ସହିତ, ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ଗଠନକୁ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ସ ଏବଂ ଚାର୍ଜ ପରିବହନ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସହିତ ଯୋଡ଼ି ଏହି ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଯୋଗ ଦ୍ୱାରା ନିୟନ୍ତ୍ରିତ କରାଯାଇପାରିବ। ଅଧିକନ୍ତୁ, ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଗଠନ ଏବଂ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ଫଟିକ ଜାଲିରେ ପ୍ରତିସ୍ଥାପିତ ଭାବରେ ଏମ୍ବେଡ୍ କରି ସଜାଡ଼ି ଦିଆଯାଇପାରିବ। ଶସ୍ୟ ସୀମାରେ କିମ୍ବା ସାମଗ୍ରୀର ପୃଷ୍ଠରେ ମଧ୍ୟବର୍ତ୍ତୀ ଭାବରେ ଲକ୍ଷ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀରେ ଏମ୍ବେଡ୍ କରି ତ୍ରୁଟି ନିଷ୍କ୍ରିୟତା ସଫଳତାର ସହିତ ହାସଲ କରାଯାଇପାରିବ। ଅଧିକନ୍ତୁ, ବିରଳ-ପୃଥିବି ଆୟନରେ ଅନେକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ପରିବର୍ତ୍ତନ କକ୍ଷର ଉପସ୍ଥିତି ଯୋଗୁଁ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଏବଂ ଅଲ୍ଟ୍ରାଭାୟୋଲେଟ୍ ଫୋଟନ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍-ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳ ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହାର ଦୁଇଟି ଲାଭ ଅଛି: ଏହା ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ଉଚ୍ଚ-ତୀବ୍ରତା ଆଲୋକ ଦ୍ୱାରା କ୍ଷତିଗ୍ରସ୍ତ ହେବାକୁ ଏଡାଏ ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀର ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପରିସରକୁ ବିସ୍ତାର କରେ। ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନ ବ୍ୟବହାର ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷଗୁଡ଼ିକର ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ଦକ୍ଷତାକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ଉନ୍ନତ କରେ। ପତଳା ଫିଲ୍ମର ରୂପବିଜ୍ଞାନ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବା ପୂର୍ବରୁ ଉଲ୍ଲେଖ କରାଯାଇଥିବା ପରି, ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଯୁକ୍ତ ପତଳା ଫିଲ୍ମର ଆକାର ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରେ। ଏହା ଭଲ ଭାବରେ ପ୍ରମାଣିତ ଯେ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ଚାର୍ଜ ପରିବହନ ସ୍ତରର ଆକାରାତ୍ମକତା ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସ୍ତରର ଆକାରାତ୍ମକତା ଏବଂ ଚାର୍ଜ ପରିବହନ ସ୍ତର ସହିତ ଏହାର ସମ୍ପର୍କକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ବିରଳ-ପୃଥିବୀ ଆୟନ ସହିତ ଡୋପିଂ SnO2 ନାନୋପାର୍ଟିକଲ୍ସକୁ ଏକତ୍ରିତ କରିବାକୁ ରୋକିଥାଏ ଯାହା ଗଠନଗତ ତ୍ରୁଟି ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ, ଏବଂ ବଡ଼ NiOx ସ୍ଫଟିକର ଗଠନକୁ ମଧ୍ୟ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ, ଯାହା ସ୍ଫଟିକର ଏକ ସମାନ ଏବଂ ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ସ୍ତର ସୃଷ୍ଟି କରିଥାଏ। ତେଣୁ, ବିରଳ-ପୃଥିବୀ ଡୋପିଂ ସହିତ ତ୍ରୁଟିହୀନ ଏହି ପଦାର୍ଥଗୁଡ଼ିକର ପତଳା ସ୍ତର ଫିଲ୍ମ ହାସଲ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହା ସହିତ, ମେସୋପୋରସ୍ ଗଠନ ଥିବା ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ କୋଷଗୁଡ଼ିକରେ ଥିବା ସ୍କାଫୋଲ୍ଡ ସ୍ତର ସୌର କୋଷରେ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ଏବଂ ଚାର୍ଜ ପରିବହନ ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ସ୍ଥାପନରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। ଏହି ଗଠନରେ ଥିବା ନାନୋପାର୍ଟିକଲ୍ଗୁଡ଼ିକ ଆକୃତିଗତ ତ୍ରୁଟି ଏବଂ ଅନେକ ଶସ୍ୟ ସୀମା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିପାରନ୍ତି। ଏହା ପ୍ରତିକୂଳ ଏବଂ ଗୁରୁତର ଅଣ-ରେଡିଆଟିଭ୍ ଚାର୍ଜ ପୁନଃସଂଯୋଗକୁ ନେଇଥାଏ। ଛିଦ୍ର ପୂରଣ ମଧ୍ୟ ଏକ ସମସ୍ୟା। ବିରଳ-ପୃଥିବି ଆୟନ ସହିତ ଡୋପିଂ ସ୍କାଫୋଲ୍ଡ ବୃଦ୍ଧିକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରେ ଏବଂ ତ୍ରୁଟି ହ୍ରାସ କରେ, ସମାନ ଏବଂ ସମାନ ନାନୋସଂରଚନା ସୃଷ୍ଟି କରେ। ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ଏବଂ ଚାର୍ଜ ପରିବହନ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକର ଆକୃତିଗତ ଗଠନରେ ଉନ୍ନତି ପ୍ରଦାନ କରି, ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷଗୁଡ଼ିକର ସାମଗ୍ରିକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସ୍ଥିରତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ବଡ଼ ପରିମାଣର ବାଣିଜ୍ୟିକ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଅଧିକ ଉପଯୁକ୍ତ କରିଥାଏ। ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷର ଗୁରୁତ୍ୱକୁ ଅଣଦେଖା କରାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ। ସେମାନେ ବର୍ତ୍ତମାନ ବଜାରରେ ଉପଲବ୍ଧ ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ସୌର କୋଷ ତୁଳନାରେ ବହୁତ କମ୍ ମୂଲ୍ୟରେ ଉନ୍ନତ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ କ୍ଷମତା ପ୍ରଦାନ କରିବେ। ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ବିରଳ-ପୃଥିବି ଆୟନ ସହିତ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ଡୋପିଂ ଏହାର ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଉନ୍ନତ କରିଥାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସ୍ଥିରତାରେ ଉନ୍ନତି ଆସିଥାଏ। ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ଉନ୍ନତ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସହିତ ପେରୋଭସ୍କାଇଟ୍ ସୌର କୋଷ ବାସ୍ତବତାରେ ପରିଣତ ହେବା ପାଇଁ ଗୋଟିଏ ପଦକ୍ଷେପ ନିକଟତର।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁଲାଇ-୦୪-୨୦୨୨ 