सिंगापुर राष्ट्रीय विश्वविद्यालय की एक शोध टीम ने एक नया पेरोव्स्काइट-ऑर्गेनिक टैंडम सौर सेल विकसित किया है, जो 26.4 सेमी1 सक्रिय क्षेत्र में 2% की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता (पीसीई) प्राप्त करने के लिए प्रमाणित है—इस तरह के उपकरणों के लिए एक नया विश्व रिकॉर्ड स्थापित करता है। ये निष्कर्ष नेचर के नवीनतम अंक में प्रकाशित हुए हैं।

टीम ने इस बात पर जोर दिया कि नव विकसित टेंडम सेल में अति-पतलापन और लचीलापन का संयोजन है, जो भविष्य में ड्रोन, स्मार्ट टेक्सटाइल्स और पहनने योग्य उपकरणों जैसे एआई-संचालित उपकरणों में सीधे एकीकरण को सक्षम करेगा, जिससे स्वच्छ ऊर्जा प्रदान की जा सकेगी।

अभूतपूर्व नवाचार: नैरो-बैंडगैप ऑर्गेनिक अवशोषक

इस प्रगति के मूल में टीम का अग्रणी संकीर्ण-बैंडगैप कार्बनिक अवशोषक है। एक सटीक "फोटॉन ट्रैप" के रूप में कार्य करते हुए, यह निकट-अवरक्त (NIR) क्षेत्र में फोटॉनों को कुशलतापूर्वक पकड़ता है, जिससे पतली-फिल्म टेंडेम सौर सेल विकास में लंबे समय से चली आ रही तकनीकी अड़चन को सफलतापूर्वक दूर किया जा सकता है।

जबकि पेरोव्स्काइट और कार्बनिक अर्धचालक पदार्थों के ट्यूनेबल बैंडगैप सैद्धांतिक दक्षता सीमाओं को पार करने की क्षमता प्रदान करते हैं, कम NIR अवशोषण ने लगातार प्रगति में बाधा उत्पन्न की है।

अभिनव आणविक डिजाइन

इस चुनौती का समाधान करने के लिए, टीम ने एक असममित कार्बनिक स्वीकर्ता तैयार किया। यह संरचना न केवल प्रकाश-अवशोषण सीमा को गहरे-एनआईआर क्षेत्रों में विस्तारित करती है, बल्कि अत्यधिक व्यवस्थित आणविक संरेखण को सक्षम करते हुए पर्याप्त चार्ज-पृथक्करण प्रेरक शक्ति भी बनाए रखती है। अल्ट्राफास्ट स्पेक्ट्रोस्कोपी और डिवाइस भौतिकी विश्लेषण के माध्यम से, टीम ने पुष्टि की कि यह डिज़ाइन न्यूनतम ऊर्जा हानि के साथ कुशल चार्ज संग्रह प्राप्त करता है।

डिवाइस एकीकरण और प्रदर्शन

व्यवहार में, शोधकर्ताओं ने इस उच्च-प्रदर्शन कार्बनिक उपकोशिका को एक शीर्ष पेरोवस्काइट सेल के साथ स्टैक किया, उन्हें एक पारदर्शी प्रवाहकीय ऑक्साइड इंटरलेयर के माध्यम से एकीकृत किया। मुख्य परिणामों में शामिल हैं:

● 27.5 सेमी0.05 माइक्रो-डिवाइस के लिए 2% पीसीई

● मानक 26.7 cm1 डिवाइस के लिए 2% PCE

● 26.4 cm1 सेल के लिए 2% स्वतंत्र रूप से प्रमाणित दक्षता

यह उपलब्धि न केवल पेरोवस्काइट-ऑर्गेनिक टेंडम रिकॉर्ड को तोड़ती है, बल्कि समान आकार के पेरोवस्काइट-सीआईजीएस और सिंगल-जंक्शन पेरोवस्काइट कोशिकाओं से भी बेहतर प्रदर्शन करती है।