प्लाज्मा उपचार से पेरोव्स्काइट सौर सेलों में दक्षता और टिकाऊपन का मेल

प्लाज्मा-आधारित सतही उपचार की मदद से पेरोव्स्काइट सौर सेल कठिन परीक्षणों में क्षरण का प्रतिरोध करते हुए उच्च विद्युत-रूपांतरण दक्षता बनाए रखने में सफल रहे हैं। पेकिंग विश्वविद्यालय की टीम द्वारा विकसित इस उपचार ने एक महत्वपूर्ण अंतरापृष्ठ पर दोषों को लगभग दस गुना कम कर दिया। छोटे क्षेत्रफल वाले सेल ने 27.2% दक्षता हासिल की, जबकि 100 वर्ग सेंटीमीटर के मॉड्यूल की दक्षता 24.0% रही और उसकी प्रमाणित दक्षता 23.5% थी।

पेरोव्स्काइट आशाजनक फोटोवोल्टिक पदार्थ हैं, क्योंकि वे प्रकाश को कुशलता से अवशोषित करते हैं, अपेक्षाकृत कम तापमान पर संसाधित किए जा सकते हैं और लचीले उपकरणों में इस्तेमाल हो सकते हैं। हालाँकि, उनके अपेक्षाकृत नरम क्रिस्टल जालक में सतही दोष आसानी से बनते हैं, जो ऊर्जा की बर्बादी करते हैं, आयनों की गति बाधित करते हैं और प्रदर्शन में गिरावट तेज करते हैं।

शोधकर्ताओं ने पहले आर्गन प्लाज्मा से दोषों से भरपूर सतही परत हटाई। इसके बाद दूसरे प्लाज्मा से सक्रिय किए गए फ्लोरीन के रासायनिक रूपों ने सतह पर उजागर सीसे के आयनों से प्रतिक्रिया की। इससे नीचे की क्रिस्टलीय संरचना को नुकसान पहुँचाए बिना लेड फ्लोराइड की सिर्फ 4 से 7 नैनोमीटर मोटी, सतत सुरक्षात्मक परत बनी।

स्थिरता परीक्षण में एक छोटे सेल ने कृत्रिम सूर्यप्रकाश में 85°C पर 2,000 घंटे के बाद अपनी शुरुआती दक्षता का 98.1% बनाए रखा। एक सीलबंद मॉड्यूल ने 65°C पर 1,600 घंटे के बाद अपनी शुरुआती दक्षता का 99.3% बनाए रखा। उपकरण पराबैंगनी, तापीय, रिवर्स-बायस और दिन-रात चक्र के परीक्षणों में भी सफल रहे। वास्तविक परिस्थितियों में दीर्घकालिक प्रदर्शन अभी साबित होना बाकी है, लेकिन यह काम टिकाऊ और बड़े क्षेत्रफल वाले पेरोव्स्काइट मॉड्यूल बनाने का अधिक नियंत्रित तरीका प्रदान करता है।