شمسی خلیات سے زیادہ بجلی، اور نام نہاد singlet انشقاق کی مزید مطالعہ بنائیں یہ فریڈرک ہے - الیگزینڈر - ارلانگن - نیورمبرگ یونیورسٹی (FAU) ایک جاری سائنسدانوں ایک مشترکہ تحقیق کے منصوبے کا حصہ ہے، اس منصوبے ویلے کیمپس Argonne کی نارتھ ویسٹرن یونیورسٹی کے ساتھ ہے - شمال مغربی سولر انرجی ریسرچ سینٹر منعقد (انصر) تعاون singlet انشقاق بہت شمسی خلیات کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے کر سکتے ہیں - تازہ ترین تحقیق کی بدولت یہ ممکن ہونے کے قریب ایک قدم ہے. یہ نتائج سائنسی جرنل کیمسٹری میں شائع کی گئی تھیں.
عالمی توانائی کھپت مانگ ماحول کی حفاظت کرتے ہوئے پورا کرنے کے لئے تیزی سے بڑھ رہا ہے، اور اس اضافہ کا رجحان آنے والے سالوں میں بھی جاری رہے گا.، شمسی، ہوا، ہائیڈرو اور بائیوماس اور دیگر قابل تجدید توانائی کے ذرائع تیزی سے اہم بن رہے ہیں. تاہم، جرمنی میں، 2017 میں مجموعی پیداواری صلاحیت، فوٹوولٹک نظام سے صرف تقریبا 6 فیصد، اور ہمارے موجودہ سلکان کی بنیاد پر ٹیکنالوجی کی تیزی سے ممکنہ حد تک پہنچ جاتا ہے.
سلکان کی بنیاد پر فوٹوولٹک ٹیکنالوجی تیزی سے اپنی حد تک پہنچ رہی ہے (تصاویر انٹرنیٹ سے آتی ہیں)
بجلی پیدا کرنے کے لئے شمسی خلیوں کا استعمال کرتے ہوئے
شمسی خلیات 25٪ کے لئے صرف 20٪ ان کی موجودہ کارکردگی کو غیر فعال برقی توانائی پہلوؤں میں شمسی توانائی میں تبدیل. نئے طریقے کو نمایاں طور پر سولر سیلز کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور زیادہ سے بجلی پیدا کرنے کے لئے کہتے ہیں. جواب جسمانی اور کیمیائی عمل میں ہو سکتا ہے دریافت، بہت شمسی خلیات کی کارکردگی کو بہتر بنانے گا. FAU اور انصر سینٹر کے سائنسدانوں ابھرتی ہوئی میدان میں ان کی منصوبہ بندی (EFI) مشترکہ تحقیقی منصوبوں کا حصہ ہے جس میں ایک امید افزا طریقہ، دریافت کیا گیا ہے. محققین کا مطالعہ نام نہاد گلیوں کی ناکامی (ایس ایف) کے میکانزم، جو ایک، فوٹو گراؤنڈ میں دو الیکٹران ہے.
سنگل فکشن کی بہتر تفہیم ہے
پچاس سال پہلے کا اصول singlet انشقاق دریافت کیا گیا تھا، لیکن نمایاں طور پر نامیاتی شمسی خلیات کی کارکردگی بہتر بنانے کے لئے اس کی صلاحیت، صرف میں تھا صرف ایک دہائی قبل امریکہ میں سائنسدانوں کی طرف سے تسلیم کیا جاتا ہے. اس کے بعد سے محققین مزید گہرائی دنیا بھر میں کام کر رہے ہیں انصر مرکز سے بنیادی عمل اور پروفیسر مائیکل Wasielewski پیچھے پیچیدہ نظام کی تفہیم، FAU کی طرف سے محققین - ڈرک پروفیسر Guldi، نامیاتی کیمسٹری جسمانی کیمسٹری کے پروفیسر Rik کی چیئرمین Tykwinski کے چیئرمین (Eerbota یونیورسٹی، کینیڈا)، نظریاتی ٹھوس ریاست طبیعیات پروفیسر ڈاکٹر مائیکل Thoss (البرٹ-Ludwigs-یونیورسٹی فرائبرگ) اور کمپیوٹر کیمسٹری سنٹر (CCC) پروفیسر ٹم کلارک اب singlet انشقاق (ایس ایف) کے بعض اہم پہلوؤں کو واضح کرنے کی کوشش کر رہے ہیں.
عمل کا تفصیلی تفہیم
سورج کی روشنی کا سامنا کرنا پڑا اور سالماتی جذب سے فوٹان، ایک انو الیکٹران توانائی کی سطح ایک فوٹون کی جذب کی طرف سے اضافہ ہو جائے گا جب، نامیاتی انو لہذا اعلی توانائی کی ریاست. اس کے بعد، اس شمسی سیل کا استعمال کرتے ہوئے عارضی طور پر ایک میں محفوظ کیا جا سکتا ہے ٹرانزیشن توانائی برقی توانائی انو پیدا. بہترین روایتی شمسی خلیات ایک کیریئر کے طور پر فی photon توانائی الیکٹرون پیدا ہوتے ہیں. تاہم، منتخب کمپاؤنڈ ایک dimer ہمسایہ سالموں سے دو الیکٹران ہے تو ایک اعلی میں تبدیل کیا جا سکتا توانائی ریاست. عام طور پر، ایک فوٹون باری میں دو الیکٹران موجودہ پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جس میں دو بہت پرجوش ئلیکٹرانوں، پیدا کر سکتے ہیں. اس عمل singlet انشقاق (ایس ایف)، کے طور پر جانا جاتا ہے جو مثالی صورت میں بہت FAU اور دواخانوں اور طبیعیات مزید تفصیل سے ممکنہ طریقہ کار کی شمسی سیل. انصر مرکز کی کارکردگی بہتر بنانے SF عمل کے ایک وسیع تر تفہیم کے ساتھ تاکہ سکتے ہیں.
Singlet انشقاق (ایس ایف) کے دو عمل کی ایک triplet لئے ایک singlet حوصلہ افزائی ریاست میں تبدیل کیا جاتا ہے. تین اہم نتائج
تحقیق میں پہلا قدم کے طور پر، سائنسدانوں نے دو پینٹین یونٹس سے ایک آناختی طول و عرض تیار کیا. یہ ہائڈروکاربن شمسی خلیوں میں سنگل فکشن استعمال کرنے کے لئے ایک پرجوش کا اختیار سمجھا جاتا ہے. وہ مائع کو بے نقاب کرتے ہیں اور انوکو کے اندر photophysical عملوں کا مطالعہ کرنے کے لئے مختلف سپیکٹروکوپی طریقوں کو استعمال کرتے ہیں.
اس نے محققین کو انٹرمومیولکولر سنگل فیکٹشن کی میکانیزم میں تین دور تک رسائی کی بصیرت کی اجازت دی. سب سے پہلے، انہوں نے کامیابی سے یہ ظاہر کیا ہے کہ اعلی چارج ٹرانسپورٹ ریاستوں کو ملنے کے لئے موثر ایس ایف کے لئے ضروری ہے. دوسرا، انہوں نے حال ہی میں ایک واحد ریاست فکشن کاری ماڈل تیار کیا اور شائع کیا (دوئ: 10.1038 / اینمز 15151). تیسری اور آخری ایک، وہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ ایس ایف کی کارکردگی میں نمایاں طور پر دو پینٹین سبسائٹس کے ملنے کی طاقت سے متعلق ہے.
محققین کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ SF مواد کے ڈیزائن سے احتیاط سے منصوبہ بندی کی اہمیت کی اہمیت ہے. یہ پاور نسل کے لئے ایس ایف پر مبنی فوٹو وولٹک نظام کے استعمال میں ایک سنگ میل سنگھ ہے. تاہم، عملی ایپلی کیشنز کو حاصل کرنے کے لۓ، مزید بنیادی تحقیق کی ضرورت ہے.
