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28.04% दक्षता का रिकॉर्ड: पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक सोलर सेल कितने उपयोगी साबित हो सकते हैं?
ली योंगफांग और मेंग लेई के नेतृत्व वाली चीनी विज्ञान अकादमी की टीम ने पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक टैंडम सोलर सेल में 28.04% प्रमाणित स्थिर अवस्था ऊर्जा रूपांतरण दक्षता हासिल की। टीम ने सामग्री तैयार करने, फिल्म बनाने और प्रकाश में संचालन—तीनों चरणों में दोषों को नियंत्रित कर हैलाइड आयनों के प्रकाश प्रेरित फेज सेग्रिगेशन क...
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शोध उत्तर
मुख्य निष्कर्ष
- ली योंगफांग और मेंग लेई के नेतृत्व वाली चीनी विज्ञान अकादमी की टीम ने पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक टैंडम सोलर सेल में 28.04% प्रमाणित स्थिर अवस्था ऊर्जा रूपांतरण दक्षता हासिल की।
- टीम ने सामग्री तैयार करने, फिल्म बनाने और प्रकाश में संचालन—तीनों चरणों में दोषों को नियंत्रित कर हैलाइड आयनों के प्रकाश प्रेरित फेज सेग्रिगेशन को दबाने की रणनीति अपनाई।
- सेल ने 625 घंटे लगातार रोशनी में काम करने के बाद अपनी शुरुआती दक्षता का 90% बनाए रखा।
- सॉल्यूशन प्रोसेसिंग की संभावनाओं के कारण यह तकनीक पतले, हल्के, लचीले और मोड़कर रखने योग्य सोलर उपकरणों के लिए उपयोगी हो सकती है।
AI संकेत
openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What did the Chinese Academy of Sciences team led by Academician Li Yongfang and researcher Meng Lei achieve, as reported in Nature on Augus. Article summary: The CAS team led by Li Yongfang and Meng Lei reported a record perovskite–organic tandem solar cell: a certified steady-state power-conversion efficiency of 28.04%. The reported Nature publication date appears to be July. Topic tags: general, academic, general web. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts with fake num
चीनी विज्ञान अकादमी के रसायन संस्थान की ली योंगफांग और मेंग लेई के नेतृत्व वाली टीम ने पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक टैंडम सोलर सेल के लिए 28.04% प्रमाणित स्थिर-अवस्था ऊर्जा-रूपांतरण दक्षता दर्ज की है। उपलब्ध जानकारी के अनुसार यह इस प्रकार के उपकरणों के लिए विश्व रिकॉर्ड है। इस शोध का प्रकाशन Nature में 13 जुलाई, 2026 को हुआ था, 21 अगस्त को नहीं। 18
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यह उपलब्धि केवल दक्षता के आंकड़े तक सीमित नहीं है। शोधकर्ताओं ने चौड़े बैंडगैप वाले पेरोव्स्काइट की एक बड़ी समस्या पर भी काम किया—रोशनी पड़ने पर मिश्रित हैलाइड आयनों का अलग-अलग क्षेत्रों में बंट जाना, जिसे हैलाइड फेज सेग्रिगेशन कहा जाता है। इससे सेल का प्रदर्शन समय के साथ घट सकता है।
रिकॉर्ड के मुख्य आंकड़े
मोनोलिथिक टैंडम सेल ने अधिकतम 28.80% दक्षता हासिल की, जबकि तीसरे पक्ष से प्रमाणित स्थिर-अवस्था दक्षता 28.04% रही। 18 चीनी विज्ञान अकादमी की एक अलग जानकारी के अनुसार, ऑर्गेनिक बॉटम सेल के साथ जोड़े जाने से पहले चौड़े बैंडगैप वाले पेरोव्स्काइट टॉप सेल ने अपनी श्रेणी के लिए असाधारण रूप से अधिक ओपन-सर्किट वोल्टेज भी प्रदर्शित किया।
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संस्थान और चीनी सरकारी मीडिया की रिपोर्टों के मुताबिक, लगातार रोशनी में 625 घंटे काम करने के बाद उपकरण ने अपनी शुरुआती दक्षता का 90% बनाए रखा। 18
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हालांकि, इन आंकड़ों को प्रयोगशाला-स्तर के सेल का परिणाम समझना चाहिए। वे अभी यह साबित नहीं करते कि तकनीक व्यावसायिक उत्पादन या अंतरिक्ष मिशन के लिए तैयार है।
टैंडम डिजाइन से दक्षता कैसे बढ़ती है?
टैंडम सोलर सेल में अलग-अलग तरंगदैर्घ्य की रोशनी सोखने वाली दो फोटोएक्टिव सेल को एक के ऊपर एक लगाया जाता है। इस डिजाइन में ऊपर चौड़े बैंडगैप वाला पेरोव्स्काइट सेल और नीचे ऑर्गेनिक सेल होता है।
- चौड़े बैंडगैप वाला पेरोव्स्काइट टॉप सेल सूर्य के प्रकाश के अधिक ऊर्जा वाले हिस्से को सोखता है।
- ऑर्गेनिक बॉटम सेल उस कम ऊर्जा वाली रोशनी को पकड़ता है, जो पेरोव्स्काइट परत से होकर गुजर जाती है।
इस तरह दोनों सामग्री मिलकर सूर्य के स्पेक्ट्रम का बेहतर इस्तेमाल कर सकती हैं, बजाय इसके कि पूरा काम केवल एक अवशोषक सामग्री पर निर्भर हो। पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक टैंडम में आम तौर पर चौड़े बैंडगैप वाले पेरोव्स्काइट सब-सेल और संकरे बैंडगैप वाले ऑर्गेनिक सब-सेल को सीरीज में जोड़ा जाता है। 25
ऑर्गेनिक परत की जल-विकर्षी विशेषताएं कुछ परिस्थितियों में पेरोव्स्काइट हिस्से को पर्यावरणीय प्रभावों से बचाने में मदद कर सकती हैं। हालांकि, वास्तविक सुरक्षा पूरे उपकरण की परतों और उसके संचालन की परिस्थितियों पर निर्भर करेगी।
शोधकर्ताओं की रणनीति: सेल के पूरे जीवनचक्र में दोषों पर नियंत्रण
मिश्रित-हैलाइड वाले चौड़े बैंडगैप पेरोव्स्काइट टैंडम सेल के लिए आकर्षक हैं, क्योंकि उनका बैंडगैप पीछे लगे कम बैंडगैप वाले सेल के अनुरूप बदला जा सकता है। लेकिन रोशनी में उनकी स्थिरता अब भी बड़ी चुनौती बनी हुई है।
चीनी टीम ने जिस तरीके को ‘फुल-स्टेज रेगुलेशन’ बताया है, उसमें केवल फिल्म बनने के बाद दोषों को ठीक करने के बजाय सामग्री तैयार करने, फिल्म के बढ़ने और रोशनी में उपकरण के संचालन—हर चरण में दोष-संबंधी प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने का प्रयास किया गया। इसके लिए प्रकाश के प्रभाव से बदलने वाला एक एडिटिव इस्तेमाल किया गया, जिसने मिश्रित-हैलाइड पेरोव्स्काइट फेज को स्थिर करने में मदद की। 17
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लक्ष्य था प्रकाश के कारण हैलाइड आयनों के पुनर्वितरण को रोकना। ऐसा होने पर अलग-अलग बैंडगैप वाले क्षेत्र बन सकते हैं, जिससे वोल्टेज और ऊर्जा उत्पादन दोनों प्रभावित होते हैं। फेज सेग्रिगेशन को सीमित करके टीम ने रोशनी में पेरोव्स्काइट सब-सेल के वोल्टेज और पूरे टैंडम सेल के आउटपुट को बनाए रखने की कोशिश की। 17
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यह जीवनचक्र-आधारित दृष्टिकोण इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि चौड़े बैंडगैप वाले टैंडम उपकरणों में दक्षता और स्थिरता एक-दूसरे से गहराई से जुड़ी हैं। परीक्षण की शुरुआत में दर्ज किया गया रिकॉर्ड तभी व्यावहारिक मायने रखता है, जब सक्रिय परत संचालन के दौरान तेजी से न बदले।
लचीले और हल्के सोलर उपकरणों की संभावना
पेरोव्स्काइट और ऑर्गेनिक फोटोवोल्टिक परतों को सॉल्यूशन से जमा किया जा सकता है। इससे कोटिंग-आधारित निर्माण का रास्ता खुल सकता है। सिद्धांत रूप में, स्लॉट-डाई कोटिंग या रोल-टू-रोल प्रोसेसिंग जैसी तकनीकें हल्के, पतले और आकार के अनुसार ढलने वाले उपकरण बनाने में मदद कर सकती हैं। हालांकि, 28.04% का रिकॉर्ड अपने-आप में बड़े पैमाने के व्यावसायिक उत्पादन का प्रमाण नहीं है।
इस क्षेत्र के पहले के काम में कठोर और लचीले, दोनों प्रकार के पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक टैंडम उपकरणों का प्रदर्शन हो चुका है। यही वजह है कि शोधकर्ता इस डिजाइन को लचीले फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण मानते हैं। 10
संभावित उपयोगों में शामिल हैं:
- घुमावदार इमारतों की सतहों में एकीकृत सोलर पैनल;
- पहनने योग्य या शरीर के आकार के अनुरूप ढलने वाले बिजली स्रोत;
- ड्रोन के लिए हल्के पावर सिस्टम; और
- ऐसे एयरोस्पेस ढांचे, जहां वजन और लॉन्च के समय रखने की जगह महत्वपूर्ण हो।
इन क्षेत्रों में लाभ केवल अधिकतम दक्षता का नहीं होगा। ऐसा सोलर उपकरण जो हल्का, मोड़ने योग्य या घुमावदार सतह पर आसानी से लगाया जा सके, वहां उपयोगी हो सकता है जहां पारंपरिक कठोर पैनल लगाना या ले जाना मुश्किल हो।
क्या इससे रोल करके भेजे जाने वाले सैटेलाइट सोलर एरे बन सकते हैं?
यह विचार आगे शोध के लिए पर्याप्त रूप से संभावनाशील है। हल्के और लचीले सोलर एरे को लॉन्च के दौरान मोड़कर या रोल करके रखा जा सकता है और कक्षा में पहुंचने के बाद फैलाया जा सकता है। लेकिन 28.04% दक्षता को सैटेलाइट के लिए तैयार तकनीक का प्रमाण नहीं माना जा सकता।
अंतरिक्ष में इस्तेमाल से पहले प्रयोगशाला की लगातार रोशनी वाले परीक्षणों से कहीं आगे जाकर जांच करनी होगी, जिनमें शामिल हैं:
- पराबैंगनी और कण विकिरण को सहने की क्षमता;
- वैक्यूम में स्थिरता और गैस निकलने यानी आउटगैसिंग पर नियंत्रण;
- बार-बार होने वाले तापीय चक्रों का प्रतिरोध;
- लॉन्च, तैनाती और संचालन के दौरान यांत्रिक मजबूती; और
- बड़े क्षेत्र तथा आपस में जुड़े मॉड्यूलों में लगातार समान प्रदर्शन।
मौजूदा रिपोर्टें प्रमाणित दक्षता रिकॉर्ड और लगातार रोशनी में स्थिरता का परिणाम दिखाती हैं। वे अंतरिक्ष वातावरण के लिए तकनीकी योग्यता या उड़ान-स्तरीय प्रमाणन स्थापित नहीं करतीं। छोटे क्षेत्र वाले रिकॉर्ड सेल और वास्तविक सैटेलाइट सिस्टम के बीच का यह अंतर महत्वपूर्ण है।
अगला कदम क्या होगा?
अगली बड़ी इंजीनियरिंग चुनौती दोहराए जा सकने वाला बड़े पैमाने का उत्पादन होगी—यानी छोटे क्षेत्र वाले रिकॉर्ड सेल से समान गुणवत्ता वाले सब-मॉड्यूल, और फिर भरोसेमंद इंटरकनेक्शन व एनकैप्सुलेशन वाले लचीले मॉड्यूल तक पहुंचना।
शोधकर्ताओं को यह भी जांचना होगा कि गर्मी, रोशनी, नमी, मुड़ने, वैक्यूम और विकिरण के संयुक्त प्रभावों में पूरा उपकरण कैसा प्रदर्शन करता है। कोई उच्च-दक्षता वाला सेल तभी उपयोगी उत्पाद बनता है, जब उसका प्रदर्शन बड़े क्षेत्र में दोहराया जा सके और इच्छित उपयोग के तनावों के बीच लंबे समय तक कायम रहे।
इस लिहाज से चीनी विज्ञान अकादमी का परिणाम दो मोर्चों पर प्रगति दिखाता है: पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक टैंडम के लिए 28.04% प्रमाणित स्थिर-अवस्था दक्षता का विश्व रिकॉर्ड, और चौड़े बैंडगैप वाले पेरोव्स्काइट को रोशनी में अधिक स्थिर बनाने वाली सामग्री रणनीति। इसका व्यापक महत्व इस बात पर निर्भर करेगा कि ये सुधार बड़े पैमाने के निर्माण और वास्तविक अनुप्रयोगों से जुड़े विश्वसनीयता परीक्षणों में कितने टिकते हैं।
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"28.04% दक्षता का रिकॉर्ड: पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक सोलर सेल कितने उपयोगी साबित हो सकते हैं?" का संक्षिप्त उत्तर क्या है?
ली योंगफांग और मेंग लेई के नेतृत्व वाली चीनी विज्ञान अकादमी की टीम ने पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक टैंडम सोलर सेल में 28.04% प्रमाणित स्थिर अवस्था ऊर्जा रूपांतरण दक्षता हासिल की।
सबसे पहले सत्यापित करने योग्य मुख्य बिंदु क्या हैं?
ली योंगफांग और मेंग लेई के नेतृत्व वाली चीनी विज्ञान अकादमी की टीम ने पेरोव्स्काइट–ऑर्गेनिक टैंडम सोलर सेल में 28.04% प्रमाणित स्थिर अवस्था ऊर्जा रूपांतरण दक्षता हासिल की। टीम ने सामग्री तैयार करने, फिल्म बनाने और प्रकाश में संचालन—तीनों चरणों में दोषों को नियंत्रित कर हैलाइड आयनों के प्रकाश प्रेरित फेज सेग्रिगेशन को दबाने की रणनीति अपनाई।
मुझे अभ्यास में आगे क्या करना चाहिए?
सेल ने 625 घंटे लगातार रोशनी में काम करने के बाद अपनी शुरुआती दक्षता का 90% बनाए रखा।