फोटोव्होल्टेइक तंत्रज्ञानाच्या वेगाने विकसित होणाऱ्या क्षेत्रात, एचजेटी (हेटेरोजंक्शन) आणि टॉपकॉन (टनल ऑक्साइड पॅसिव्हेटेड कॉन्टॅक्ट) हे उद्योगाचे केंद्रबिंदू राहिले आहेत. तथापि, पेरोव्स्काइट सामग्रीच्या आगमनामुळे, पेरोव्स्काइटसह एकत्रित एचजेटी त्याच्या अद्वितीय फायद्यांमुळे लक्ष वेधून घेत आहे आणि सौर उद्योगात एक चर्चेचा विषय बनला आहे. हा लेख टॉपकॉनच्या तुलनेत पेरोव्स्काइटसह एकत्रित एचजेटीचे फायदे आणि हे संयोजन फोटोव्होल्टेइक तंत्रज्ञानाचे भविष्य कसे घडवत आहे, याचा शोध घेतो.
१. एचजेटी तंत्रज्ञानाचा परिचय
एचजेटी (HJT) हे त्याच्या उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण कार्यक्षमतेसाठी आणि कमी प्रकाशाच्या परिस्थितीत उत्कृष्ट कामगिरीसाठी ओळखले जाते. हे क्रिस्टलाइन सिलिकॉन सब्सट्रेटवर अमॉर्फस सिलिकॉनचा पातळ थर रचून हेटरोजंक्शन तयार करते, ज्यामुळे पृष्ठभागावरील पुनर्संयोजन कमी होते आणि सेलचा ओपन-सर्किट व्होल्टेज व शॉर्ट-सर्किट करंट वाढतो.
२. टॉपकॉन तंत्रज्ञानातील आव्हाने
टॉपकॉन (TOPCon) सेलच्या पृष्ठभागावर ऑक्साइड थर आणि पॉलिक्रिस्टलाइन सिलिकॉन थर लावून पृष्ठभागाचे पॅसिव्हेशन साधते, ज्यामुळे पुनर्संयोजन हानी कमी होते. तथापि, टॉपकॉनद्वारे उच्च कार्यक्षमता मिळवताना अनेक आव्हाने येतात, ज्यात गुंतागुंतीच्या प्रक्रिया, खर्च व्यवस्थापन आणि कार्यक्षमतेत आणखी सुधारणा करण्याची अडचण यांचा समावेश आहे.
३. पेरोव्स्काईट पदार्थांची भूमिका
पेरोव्स्काईट पदार्थ त्यांच्या उच्च शोषण गुणांक, बदलता येण्याजोगा बँड गॅप आणि द्रावण-प्रक्रियाक्षम स्वरूपामुळे सौर सेलची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी आदर्श आहेत. पेरोव्स्काईटला HJT तंत्रज्ञानासोबत एकत्रित करून, HJT च्या उच्च कार्यक्षमतेचा फायदा घेणे आणि पेरोव्स्काईटच्या विस्तृत-स्पेक्ट्रम शोषण गुणधर्मांद्वारे ती आणखी वाढवणे शक्य होते.
४. पेरोव्स्काईटसह एचजेटीचे फायदे
अ. उत्कृष्ट प्रकाशविद्युत रूपांतरण कार्यक्षमता:पेरोव्स्काईटच्या समावेशामुळे HJT पेशींचा वर्णपटीय प्रतिसाद लक्षणीयरीत्या वाढतो, ज्यामुळे प्रकाश-निर्मित वाहकांची संख्या वाढते. २७.५% च्या सैद्धांतिक कार्यक्षमता मर्यादेसह, HJT पेशी पारंपरिक PV तंत्रज्ञानाला आधीच मागे टाकतात. एकाआड एक अस्फटिक आणि स्फटिक सिलिकॉनच्या थरांनी बनलेली हेटरोजंक्शन रचना प्रकाश शोषण कमाल करते, ज्यामुळे ऊर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता सुधारते.
ब. उत्तम स्थिरता:HJT सेल केवळ उच्च कार्यक्षमताच नव्हे, तर उत्कृष्ट स्थिरताही देतात. HJT-पेरोव्स्काईट टँडम संरचना दीर्घकाळ चालणाऱ्या प्रक्रियेतही उच्च कार्यक्षमता टिकवून ठेवते. याउलट, टॉपकॉन-पेरोव्स्काईटचा उत्पादन खर्च कमी असूनही, कार्यक्षमतेच्या बाबतीत ते HJT ची बरोबरी करू शकत नाही.
c. सरलीकृत उत्पादन प्रक्रिया:पेरोव्स्काईट पदार्थांच्या द्रावण-प्रक्रियाक्षम स्वरूपामुळे उत्पादन खर्च कमी होतो, जो विजेचा समतोल खर्च (LCOE) कमी करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे. HJT सेल्समध्ये उत्पादनाचा एक फायदा देखील आहे, कारण त्यात अस्फटिक सिलिकॉनचे थर जमा करण्यासाठी कमी-तापमानाच्या रासायनिक बाष्प निक्षेपणाचा (CVD) वापर केला जातो, ज्यानंतर पारदर्शक प्रवाहकीय ऑक्साइड (TCO) आणि पी-टाइप किंवा एन-टाइप अस्फटिक सिलिकॉनचे थर जमा केले जातात. ही सुलभ प्रक्रिया, टॉपकॉनच्या उच्च-तापमानाच्या ॲनीलिंग प्रक्रियेच्या तुलनेत खर्च कमी करते आणि उत्पादन दर सुधारते, कारण ती प्रक्रिया उत्पादन खर्च आणि गुणवत्तेतील तफावत वाढवते.
ड. पर्यावरणपूरक उत्पादन:पेरोव्स्काईट सामग्री अधिक पर्यावरणपूरक उत्पादन प्रक्रिया प्रदान करते, कारण त्यात विषारी किंवा दुर्मिळ घटकांचा समावेश नसतो. शिसे किंवा कॅडमियमसारख्या धोकादायक घटकांची आवश्यकता असलेल्या काही पीव्ही सामग्रीच्या विपरीत, पेरोव्स्काईट अशा विषारी पदार्थांपासून मुक्त असतात, ज्यामुळे पर्यावरण आणि आरोग्याचे धोके कमी होतात. शिवाय, पेरोव्स्काईट दुर्मिळ घटकांवर अवलंबून नसतात, ज्यांच्या उत्खननामुळे पर्यावरणाला हानी पोहोचू शकते. त्यांच्या उत्पादनासाठी कमी ऊर्जा लागते, ज्यामुळे कार्बन उत्सर्जन कमी होते.
सारांशतः, HJT आणि पेरोव्स्काईट यांचे संयोजन हे भविष्यातील फोटोव्होल्टेइक प्रगतीसाठी एक आशादायक दिशा दर्शवते, कारण कार्यक्षमता, स्थिरता, किफायतशीरपणा आणि पर्यावरणीय शाश्वतता यांमधील त्याचे फायदे अनेक बाबतीत TOPCon पेक्षा सरस आहेत.
