महत्वपूर्ण सफलता! यह सिद्ध हो चुका है कि क्लोरीन सौर कोशिकाओं के प्रदर्शन को पूरी तरह से बदल देता है

जैसे-जैसे पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं के बारे में हमारी समझ गहरी होती जा रही है, वैज्ञानिक उनकी संरचना, उनके माध्यम से इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के तरीके और किसी भी प्रदर्शन को सीमित करने वाली बाधाओं का निरीक्षण करने के लिए सामग्रियों में गहराई से शोध कर रहे हैं।

सामग्रियों में दोष, विशेष रूप से अनाज के बीच की सीमाओं पर, समस्याओं का कारण बनते हैं, जिससे यूवी या नमी के संपर्क में आने पर संरचना का तेजी से क्षरण होता है। इस समस्या के समाधान के लिए प्रस्तावित कई तरीकों में से, क्लोरीन डोप्ड बैटरियों ने महत्वपूर्ण सुधार दिखाया है।

हालाँकि, वैज्ञानिक यह समझाने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं कि क्लोरीन ये प्रभाव क्यों उत्पन्न करता है, या क्या यह जमाव के बाद भी सामग्री में मौजूद है। यह ओकिनावा इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (ओआईएसटी) के नेतृत्व वाले वैज्ञानिकों के एक समूह के लिए शुरुआती बिंदु है। OIST वैज्ञानिक अफ़शां जमशेद ने बताया, "अनुसंधान समुदाय को नहीं पता कि वे ये सुधार क्यों देखते हैं।" "एक बार जोड़ने के बाद, शोधकर्ता क्लोरीन को ट्रैक नहीं कर सकते हैं - वे यह निर्धारित नहीं कर सकते हैं कि क्लोरीन पेरोव्स्काइट सामग्री में प्रवेश करता है, सतह पर रहता है, या विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान सामग्री छोड़ देता है या नहीं।"

स्पष्ट उत्तर देने के लिए, जमशेद और टीम ने क्लोरीन डोप्ड पेरोव्स्काइट सौर फिल्मों का निर्माण शुरू किया और क्लोरीन की उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए परमाणु स्तर पर उनकी संरचना को देखा। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी नामक एक इमेजिंग तकनीक का उपयोग करके, उन्होंने पतली फिल्म की सतह पर गहरे गड्ढे देखे, जो क्लोरीन डोपिंग के बिना नमूनों में मौजूद नहीं थे।

फिल्म की सतह पर गहरे धब्बों के क्लोरीन परमाणु होने की पुष्टि की गई है।

तब वे गणना करने में सक्षम थे (चीन में सूज़ौ विश्वविद्यालय के सहयोगियों की मदद से) कि ये काले धब्बे पेरोव्स्काइट संरचना में क्लोरीन प्रतिस्थापित आयोडीन धब्बे थे। अनाज की सीमाओं पर अधिक क्लोरीन की उपस्थिति के कारण, उन्हें अब संदेह है कि क्लोरीन सामग्री में सतह दोषों की संख्या को कम करने और इसकी स्थिरता को बढ़ाने में मदद कर सकता है। उनके काम को पूरी तरह से ऊर्जा और पर्यावरण विज्ञान में प्रकाशित एक पेपर में वर्णित किया गया था जिसका शीर्षक था "लेड क्लोराइड के नियंत्रित जमाव के माध्यम से मिथाइलमोनियम लेड आयोडाइड पेरोव्स्काइट की सतह स्थिरता को बढ़ाने पर परमाणु पैमाने की अंतर्दृष्टि"।

समूह ने सामग्री में क्लोरीन की अंतिम सांद्रता को बदलने के लिए अलग-अलग जमाव समय के साथ भी प्रयोग किया। इसके माध्यम से, वे दावा कर सकते हैं कि 14.8% स्थिरता में सुधार के लिए क्लोरीन की आदर्श सतह सांद्रता का प्रतिनिधित्व करता है। कोई भी कम सुधार उतना महत्वपूर्ण नहीं होगा, और उच्च क्लोरीन पेरोव्स्काइट के अन्य गुणों को पूरी तरह से बदलना शुरू कर देगा।

वे शोध जारी रखने की योजना बना रहे हैं कि क्लोरीन को पेरोव्स्काइट के लिए डोपिंग एजेंट के रूप में कैसे इस्तेमाल किया जा सकता है, और अगला कदम क्लोरीन डोप्ड पेरोव्स्काइट परतों के आधार पर पूरी तरह से संचालित सौर सेल बनाना है। जामशैद ने कहा, "इस तरह के बुनियादी शोध बहुत महत्वपूर्ण हैं - वे उपकरण इंजीनियरों को अत्यधिक परीक्षण और त्रुटि की आवश्यकता के बिना इष्टतम विनिर्माण प्रक्रिया निर्धारित करने में मदद करते हैं।" "यह समझकर कि डोपेंट कैसे सामग्रियों में सुधार कर सकते हैं, यह हमें नए रासायनिक मिश्रण खोजने में भी मार्गदर्शन कर सकता है जिनके बेहतर प्रभाव हो सकते हैं।"