होंगजून न्यू एनर्जी के HJT मॉड्यूल ने गणना उपग्रह पर अंतरिक्ष में जांच पास की

सूझोउ विश्वविद्यालय की शोध टीम ने हांगकांग पॉलिटेक्निक विश्वविद्यालय के साथ मिलकर इंडियम मुक्त कंपोजिट परत बनाई है। यह सामग्री टैंडेम सौर सेल की दक्षता और दीर्घकालिक स्थिरता को बढ़ाने के लिए पेरोव्स्काइट और सिलिकॉन के बीच आणविक पुल का उपयोग करती है।

महत्वपूर्ण बाधाओं पर काबू पाना

सूझोउ विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने, प्रोफेसर यान शिनबो और झांग शियाओहुन के नेतृत्व में, हांगकांग पॉलिटेक्निक विश्वविद्यालय और फोटोवोल्टिक उद्योग के विभिन्न भागीदारों के सहयोग से इस तरह की कंपोजिट परत विकसित की है। यह टैंडेम सौर सेल में पेरोव्स्काइट और क्रिस्टलीय सिलिकॉन परतों के बीच एक आणविक पुल बनाती है। यह उपलब्धि पेरोव्स्काइट और सिलिकॉन आधारित टैंडेम फोटोसेल के सामने आने वाली दो गंभीर समस्याओं का समाधान करती है: दो सामग्रियों के इंटरफ़ेस पर चार्ज हानि और दीर्घकालिक स्थिरता में कमी, जिसने ऐसी आर्किटेक्चर के वाणिज्यिक कार्यान्वयन को रोका था।

आणविक पुल का कार्य सिद्धांत

आणविक पुल परमाणु स्तर पर कार्य करता है। सूझोउ की टीम ने एक स्व-संयोजित मोनोलेयर विकसित किया है जो रासायनिक रूप से पेरोव्स्काइट की सतह और सिलिकॉन की सतह दोनों से जुड़ता है। यह प्रभावी चार्ज परिवहन के लिए एक निरंतर इलेक्ट्रॉनिक पथ बनाता है, साथ ही दोषों को निष्क्रिय करता है और गैर-विकिरणी पुनर्संयोजन को रोकता है।

इंडियम छोड़ने का महत्व

इंडियम का उपयोग न करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। इंडियम ऑक्साइड-टिन पारंपरिक रूप से डिस्प्ले और फोटोवोल्टिक उपकरणों में पारदर्शी चालक परत के रूप में उपयोग किया जाता रहा है। हालांकि, इंडियम को एक महत्वपूर्ण सामग्री के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जो आपूर्ति श्रृंखला में सांद्रता जोखिमों और डिस्प्ले उद्योग की मांग से उत्पन्न बढ़ती लागतों के अधीन है। नई कंपोजिट परत पूरी तरह से इंडियम को बाहर करती है, इसे अधिक सुलभ और कम लागत वाली सामग्रियों से बदल देती है जो तुलनीय या बेहतर ऑप्टिकल पारदर्शिता और विद्युत चालकता प्रदान करती हैं। यह प्रतिस्थापन टैंडेम सौर सेल के व्यावसायीकरण के लिए मूल्य अवरोध और सामग्री की आपूर्ति में रुकावट के जोखिम दोनों को समाप्त करता है, जिसने फोटोवोल्टिक उद्योग को चिंतित किया था।

औद्योगीकरण की संभावनाएं

यह शोध फोटोवोल्टिक्स के क्षेत्र में अगली पीढ़ी की प्रौद्योगिकियों के औद्योगीकरण की दिशा में प्रगति का प्रतीक है। सैद्धांतिक रूप से, पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन टैंडेम सेल एकल-जंक्शन सिलिकॉन सेल के शॉक्ली-क्वाइजर सीमा से अधिक दक्षता प्रदर्शित कर सकते हैं, जो लगभग 29% है। प्रयोगशाला टैंडेम सेल पहले ही 33% दक्षता से अधिक हो चुके हैं, हालांकि इन परिणामों को व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य उत्पादों में बदलना इंटरफ़ेस स्थिरता और उत्पादन मापनीयता की समस्याओं को हल करने की मांग करता है, जिस पर आणविक पुल दृष्टिकोण केंद्रित है। सूझोउ टीम का काम बताता है कि पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन इंटरफ़ेस पर आणविक इंजीनियरिंग एक साथ दक्षता और परिचालन जीवनकाल दोनों को बढ़ा सकती है, जिससे व्यावसायीकरण के रास्ते में आने वाली दो सबसे महत्वपूर्ण बाधाएं दूर हो जाती हैं। विश्वविद्यालय और उद्योग के बीच सहयोग का मॉडल प्रयोगशाला विकास से उत्पादन की ओर संक्रमण में तेजी लाता है। सफल स्केलिंग पर, आणविक पुल तकनीक सौर ऊर्जा के क्षेत्र में चीन के नेतृत्व को मजबूत कर सकती है, साथ ही इंडियम पर निर्भरता को भी कम कर सकती है।

चंद्रमा के छिपे हुए हिस्से से एकत्र किए गए नमूनों के हालिया विश्लेषण से पता चला है कि पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर इस बात पर सीधा प्रभाव डालता है कि सौर हवा चंद्र सतह को कैसे प्रभावित करती है। नेचर जियोसाइंस पत्रिका में प्रकाशित यह अध्ययन दर्शाता है कि चंद्रमा के दो गोलार्धों पर सौर कणों का प्रभाव अलग-अलग गति और ऊर्जा से पड़ता है, जिससे चंद्र मिट्टी पर स्पष्ट निशान छूट जाते हैं।

सौर बमबारी का पुरालेख के रूप में चंद्र मिट्टी

शोधकर्ताओं ने चीनी मिशन चांग'ए-6 द्वारा लाए गए रेगोलिथ का उपयोग किया। सौर हवा उच्च गति वाले आवेशित कणों का एक निरंतर प्रवाह है जो अरबों वर्षों से चंद्रमा की सतह पर बमबारी कर रहा है। रेगोलिथ, जो चंद्रमा को ढकने वाली मिट्टी और चट्टानी मलबे की परत है, इस बमबारी का एक प्राकृतिक संग्रह के रूप में कार्य करता है, जिसमें सौर हवा से आने वाले वाष्पशील तत्व, जैसे हीलियम, नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन और ज़ेनॉन जैसी उत्कृष्ट गैसें, संरक्षित रहती हैं।

चूंकि ये गैसें रासायनिक रूप से अक्रिय होती हैं, वे समय के साथ सौर हवा चंद्रमा की मिट्टी में कैसे एकीकृत हुई इसका अध्ययन करने के लिए बहुत विश्वसनीय संकेतक के रूप में कार्य करती हैं।

पीछे के नमूनों की तुलना

हाल तक, चंद्रमा के पीछे के हिस्से के नमूनों की कमी के कारण दोनों गोलार्धों पर सौर हवा के प्रभाव की सीधी तुलना करना असंभव था। चांग'ए-6 मिशन के कारण यह स्थिति बदल गई, जिसने चंद्रमा के छिपे हुए हिस्से में स्थित पोलर साउथ-ऐटकेन बेसिन से एकत्र किए गए 1.935 ग्राम रेगोलिथ को पृथ्वी पर वापस लाया। इन नमूनों ने पहली बार पृथ्वी की ओर उन्मुख पक्ष और विपरीत पक्ष के बीच सौर हवा के निक्षेपण प्रक्रियाओं की सीधी तुलना करने की अनुमति दी।

प्रोफेसर हे हुआइयू के मार्गदर्शन में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता झांग श्यूईहान के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की टीम ने इन नमूनों में उत्कृष्ट गैसों की समस्थानिक संरचना का विश्लेषण किया। चीनी विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों और चांग'ए-7 मिशन के वाष्पशील पदार्थ पेलोड के प्रभारी दल ने भी इस कार्य में भाग लिया।

पीछे के हिस्से की समस्थानिक संरचना में अंतर

विश्लेषण के दौरान, वैज्ञानिकों ने पीछे के हिस्से के नमूनों में नियॉन की समस्थानिक संरचना में उल्लेखनीय अंतर पाया। 20Ne और 22Ne के औसत आइसोटोप अनुपात 11.34 ± 0.22 था, जो निकटवर्ती चंद्र पक्ष से पहले एकत्र किए गए सभी नमूनों में पाए गए मान से काफी कम था। शोधकर्ताओं के अनुसार, यह परिणाम तीव्र विखंडन प्रक्रिया के बाद सैद्धांतिक रूप से अपेक्षित समस्थानिक संरचना के करीब है, जिसे सौर हवा द्वारा प्रेरित किया गया था। यह इंगित करता है कि छिपे हुए हिस्से ने अधिक गहन समस्थानिक विखंडन से गुजरा, जिससे भारी समस्थानिक का संवर्धन हुआ।

क्रिप्टन और ज़ेनॉन के व्यवहार में भी अंतर देखा गया। प्रयोगशाला प्रयोगों में, चांग'ए-6 नमूनों में सौर हवा से आने वाला ज़ेनॉन मुख्य रूप से उच्च तापमान पर मुक्त हुआ, जिससे एक उत्सर्जन शिखर बना। जबकि चांग'ए-5 मिशन द्वारा चंद्रमा के निकटवर्ती पक्ष से पहले एकत्र किए गए नमूनों ने दो अलग-अलग शिखर दिखाए, जिसमें कम और उच्च दोनों तापमान पर ध्यान देने योग्य उत्सर्जन हुआ।

लेखक बताते हैं कि ऐसा व्यवहार इस बात का प्रमाण है कि सौर हवा आयन छिपे हुए हिस्से के रेगोलिथ में काफी गहराई तक प्रवेश कर गए थे, जो साबित करता है कि यह क्षेत्र अधिक ऊर्जावान कणों के संपर्क में आया था।

पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर सौर हवा की गति को कम करता है

इस अंतर की व्याख्या करने के लिए, शोधकर्ता इस घटना को पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर द्वारा लगाए गए 'गति नियंत्रण' प्रभाव से जोड़ते हैं। अपनी कक्षीय यात्रा के दौरान, चंद्रमा आवधिक रूप से मैग्नेटोस्फेरिक बाथ से गुजरता है - पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर के चारों ओर एक संक्रमणकालीन क्षेत्र। इस क्षेत्र में, सौर हवा धीमी हो जाती है, अपनी विशिष्ट गति लगभग 400 किलोमीटर प्रति सेकंड से घटाकर लगभग 200 किलोमीटर प्रति सेकंड कर देती है।

यह धीमी सौर हवा मुख्य रूप से चंद्रमा के उस हिस्से तक पहुंचती है जो पृथ्वी की ओर उन्मुख होता है, जिसके कारण कण मिट्टी में कम गहराई तक प्रवेश करते हैं। इसके विपरीत, पीछे का हिस्सा लगातार पृथ्वी से दूर रहता है और इसलिए अप्रभावित सौर हवा के संपर्क में आता है, जिससे उच्च ऊर्जा वाले कण रेगोलिथ की गहरी परतों तक पहुंच पाते हैं।

विश्लेषणों के आधार पर, शोधकर्ता अनुमान लगाते हैं कि चांग'ए-5 मिशन के लैंडिंग स्थल पर दर्ज सौर हवा के कुल प्रभाव का लगभग 25% इस धीमे पृथ्वी मैग्नेटोस्फीयर हवा के कारण था। हालांकि, चांग'ए-6 का लैंडिंग स्थल इस सुरक्षात्मक प्रभाव के अधीन नहीं था।

मैग्नेटोस्फीयर के इतिहास के लिए खोज का महत्व

लेखक का तर्क है कि यह अध्ययन चंद्रमा के पीछे के हिस्से के नमूनों पर आधारित पहला प्रत्यक्ष अनुभवजन्य प्रमाण प्रदान करता है कि पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर चंद्र सतह तक पहुंचने वाली सौर हवा की गति को नियंत्रित करता है। यह प्रभाव कणों की प्रवेश गहराई और रेगोलिथ में मौजूद उत्कृष्ट गैसों के समस्थानिक संकेतों दोनों में बना रहता है। शोधकर्ता यह भी दावा करते हैं कि ये उत्कृष्ट गैसें 'जीवाश्म' के रूप में कार्य कर सकती हैं, जो पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर और सौर हवा के बीच ऐतिहासिक इंटरैक्शन को दर्ज करती हैं।

भूचुंबकीय डेटा के साथ संयोजन में, ये निशान पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर के विकास के पुनर्निर्माण के लिए एक नया तरीका प्रदान कर सकते हैं। टीम का मानना है कि प्राप्त परिणाम दर्शाते हैं कि सूर्य, पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की परस्पर क्रिया पहले की तुलना में अधिक जटिल है, जो इन प्राचीन गतिशील प्रक्रियाओं को समझने के लिए एक नई खिड़की खोलती है।