මානව සමාජ පරිවර්තනයේ සහ ප්රගතියේ දී බලශක්තිය සැමවිටම තීරණාත්මක සාධකයක් වී ඇත. කාර්මික විප්ලව දෙකෙන් පසුව මෙම වැදගත්කම විශේෂයෙන් පැහැදිලි වූ අතර, බලශක්ති සංවර්ධනයේ තීරණාත්මක කාර්යභාරය පිළිබඳව ජනතාව වැඩි වැඩියෙන් දැනුවත් විය.
අද වේගයෙන් දියුණු වන සමාජය තුළ, පොසිල ඉන්ධන (ගල් අඟුරු, තෙල් ආදිය) වැනි සාම්ප්රදායික බලශක්ති ප්රභවයන් දිගු පුනර්ජනන චක්ර, සංචිත අඩුවීම සහ ගුණාත්මකභාවය අඩුවීම හේතුවෙන් සැලකිය යුතු අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි. මෙම ගැටළු වර්ධනය වන බලශක්ති ඉල්ලුම සපුරාලීම වඩ වඩාත් දුෂ්කර කරයි, නව බලශක්ති ප්රභවයන් සංවර්ධනය කිරීම සහ භාවිතය පෙරමුණට තල්ලු කරයි.
ප්රභාසංස්ලේෂණයෙන් ආශ්වාදයක් ලබා ගැනීම: සූර්ය බලය උපයෝගී කර ගැනීම
අප දන්නා පරිදි, පෘථිවියේ භාවිතා කළ හැකි ශක්තිය සියල්ලම පාහේ ශාකවල ප්රභාසංස්ලේෂණයෙන් ආරම්භ වේ.
ප්රභාසංස්ලේෂණය යනු ශාක හිරු එළිය යටතේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලය භාවිතයෙන් සීනි සංස්ලේෂණය කරන ජීව විද්යාත්මක ක්රියාවලියකි. මෙම සීනි පරිවෘත්තීය ක්රියාවලියේදී ශක්තිය මුදාහරින බැවින්, සූර්ය ශක්තිය මේ ආකාරයෙන් ගබඩා වේ.
කෙසේ වෙතත්, මෙම ශක්තිය පහසුවෙන් භාවිතා කළ නොහැකි අතර සාමාන්යයෙන් අප බහුලව භාවිතා කරන ආකාරයේ විදුලිය බවට පරිවර්තනය කිරීම අවශ්ය වේ. භෞතික විද්යාවට අනුව, බලශක්ති පරිවර්තනය සෑම විටම යම් අලාභයක් සිදු කරයි. එබැවින්, සූර්ය ශක්තිය සෘජුවම විදුලිය බවට පරිවර්තනය කිරීම පර්යේෂණයේ තීරණාත්මක ක්ෂේත්රයක් බවට පත්ව ඇත.
සූර්ය ශක්තිය කෙලින්ම විදුලිය බවට පරිවර්තනය කළ හැකිද? සහ මෙම ක්රියාවලියට බලපාන සාධක මොනවාද? 19 වන සියවසේ මුල් භාගයේ විද්යාඥයින්ට මේවා ගැඹුරු ප්රශ්න විය. වාසනාවකට මෙන්, 19 වන සියවසේ අගභාගයේදී ප්රධාන ඉදිරි ගමනක් මතු විය.
ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණය සොයා ගැනීම
1887 දී, ප්රසිද්ධ භෞතික විද්යාඥ හෙන්රිච් හර්ට්ස් - ඔහුගේ නම දැන් සංඛ්යාතය සඳහා ඒකකය ලෙස භාවිතා කරයි - අහම්බෙන් සොයා ගන්නා ලදී. ආලෝකය ඇතැම් ද්රව්ය මතුපිටට පහර දීමෙන් ඒවායේ විද්යුත් ගුණාංග වෙනස් විය හැකි බව. පසුව කරන ලද පර්යේෂණවලින් හෙළි වූයේ මෙම සංසිද්ධිය ඉලෙක්ට්රෝන ප්රවාහය නිසා ඇති වූ බවයි, පසුව එය ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණය ලෙස හැඳින්වේ.
ඒ කාලයේ දී, නිව්ටන් විසින් ආරම්භ කරන ලද සම්භාව්ය භෞතික විද්යාව විද්යාත්මක චින්තනය ආධිපත්යය දැරීය. ආලෝකය යනු ඊතර් නම් මාධ්යයක් හරහා ගමන් කරන තරංගයක් බව (පොකුණක් හරහා පැතිරෙන රැළි වලට සමාන) එහි සඳහන් විය. මෙම න්යායට අනුව, තරංගයක ශක්තිය එහි විස්තාරය (ආලෝකයේ තීව්රතාවය) මත රඳා පැවතුනි.
මෙම පැහැදිලි කිරීම බුද්ධිමත් බවක් පෙනෙන්නට තිබුණි. නිදසුනක් වශයෙන්, ශීත ඍතුවේ දී හිරු එළිය ප්රසන්න ලෙස උණුසුම් බවක් දැනෙන නමුත් ගිම්හානයේ දැඩි තාපය තුළ හිරු රශ්මියට හේතු විය හැක. එබැවින්, සම්භාව්ය භෞතික විද්යාව යටතේ, ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණය ආලෝකයේ තීව්රතාවය මත රඳා පවතින බව සැලකේ. එහෙත්, අත්හදා බැලීම්වලින් පෙනී ගියේ වෙනත් ආකාරයකින් ය.
යම් ද්රව්යයක් සඳහා, ඇතැම් ආලෝක වර්ණවලට තීව්රතාවය නොතකා ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණය ඇති කළ නොහැකි බවත්, අනෙක් ඒවාට අඩු තීව්රතාවයකින් පවා විදුලිය ජනනය කළ හැකි බවත් පර්යේෂණවලින් පෙන්නුම් කෙරිණි. මෙම සොයාගැනීම් සම්භාව්ය භෞතික විද්යාවට පටහැනි වූ අතර, එය අර්බුදයකට ඇද දමා විද්යාත්මක විප්ලවයක් ඇති කළේය.
අයින්ස්ටයින් අභිරහස හෙළි කරයි
මෙම විද්යාත්මක කුණාටුව මධ්යයේ, ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණය සඳහා මූලික පැහැදිලි කිරීමක් ලබා දුන්නේය.
ආලෝකය ෆෝටෝන වලින් සමන්විත වන බවත්, ඒ සෑම එකක්ම විවික්ත ශක්ති පැකට්ටුවක් නියෝජනය කරන බවත් අයින්ස්ටයින් යෝජනා කළේය. ෆෝටෝනයක ශක්තිය රඳා පවතින්නේ එහි සංඛ්යාතය (තත්පරයට දෝලනය වන ගණන) මත මිස එහි තීව්රතාවය මත නොවේ. මේ අනුව, ද්රව්යයකට ඉලෙක්ට්රෝන ජනනය කළ හැකිද යන්න සම්පූර්ණයෙන්ම රඳා පවතින්නේ ෆෝටෝනයේ ශක්තිය මත මිස ෆෝටෝන ගණන මත නොවේ.
සම්භාව්ය භෞතික විද්යාව පැහැදිලි කිරීමට අපොහොසත් වූ තීරණාත්මක ගැටළුවක් විසඳූ බැවින්, අයින්ස්ටයින්ගේ විප්ලවීය තීක්ෂ්ණ බුද්ධිය ඔහුට 1921 දී භෞතික විද්යාව සඳහා වූ නොබෙල් ත්යාගය ලබා දුන්නේය.
සූර්ය කෝෂ: ආලෝකය විදුලිය බවට පත් කිරීම
ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණය සොයා ගැනීම සූර්ය කෝෂ වැනි ප්රායෝගික යෙදීම් සඳහා මග පෑදීය.
සූර්ය කෝෂයක් සැන්ඩ්විච් එකකට සමාන වන අතර, ඉලෙක්ට්රෝන ප්රවාහන ස්ථරයක් සහ සිදුරු ප්රවාහන ස්ථරයක් අතර ආලෝක සංවේදී ක්රියාකාරී ස්ථරයක් තබා ඇත. ව්යුහයේ කෙළවර දෙක ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය වන අතර බොහෝ විට ලෝහ සහ ඉන්ඩියම් ටින් ඔක්සයිඩ් (ITO) වේ.
ක්රියාකාරී ස්ථරය ෆෝටෝන අවශෝෂණය කරන විට, එහි ඉලෙක්ට්රෝන ඉහළ ශක්ති මට්ටම් කරා උද්දීපනය වේ. මෙම උද්දීපනය වූ ඉලෙක්ට්රෝන ඉලෙක්ට්රෝන ප්රවාහන ස්ථරයට මාරු කරනු ලබන අතර, "සිදුරු" (ඉලෙක්ට්රෝන නොමැති කලාප) සිදුරු ප්රවාහන ස්ථරය මගින් මෙහෙයවනු ලැබේ. මෙම සැකැස්ම ධාරාව ගලා යාමට ඉඩ සලසන පරිපථයක් නිර්මාණය කරයි.
එවැනි උපාංග ව්යුහයක් භාවිතා කිරීමෙන්, සූර්ය ශක්තිය සෘජුවම විදුලිය බවට පරිවර්තනය කළ හැකි අතර, එමඟින් අපට කාර්යක්ෂම හා පිරිසිදු බලශක්ති ප්රභවයක් ලබා ගත හැකිය.
විද්යාත්මක ගවේෂණයට උපහාරයක්
විද්යාත්මක ගවේෂණය අපගේ ජීවිත කෙතරම් ගැඹුරින් වැඩිදියුණු කර ඇත්ද යන්න සූර්ය කෝෂ මූලධර්මය මගින් නිරූපණය කෙරේ. අසංඛ්යාත විද්යාඥයින්ගේ කැපවීම සහ ඔවුන්ගේ 획기ත සොයාගැනීම් වලට ස්තූතිවන්ත වන්නට, මානව වර්ගයා දීප්තිමත් අනාගතයක් සඳහා සොබාදහමේ බලය උපයෝගී කර ගනිමින් සිටී. ඔවුන්ගේ අසාමාන්ය දායකත්වයට අපි උපහාර දක්වමු!
