سائنس اور ٹیکنالوجی کی وزارت
پہچانے گئے نئے کو-ڈوپینٹس بہتر کام کرنے والے اور زیادہ مستحکم شمسی خلیاں بناسکتے ہیں
سائنسدانوں نے ایسے کو-ڈوپینٹس کی پہچان کی ہے جو شفاف دھات ، آکسائیڈ جیسے ZnO،In2O3 اور SnO2 کے فوٹو اولٹیک کی کارکردگی کو بڑھا سکتے ہیں، جس سے زیادہ مؤثر، بہتر کام کرنے والے اور زیادہ مستحکم شمسی خلیوں کی گنجائش پیدا ہوسکتی ہے۔
حالیہ برسوں میں شمسی سیل ٹکنالوجی نے توانائی کے مقامی وسائل کے طور پر زبردست ترقی کی ہے۔ توانائی کی پیداوار اور اس کی ذخیرہ اندوزی وقت کی ضرورت ہے۔ کفایتی متبادل تیار کرنے کے لئے دنیا بھر میں متعدد کوششیں کی جارہی ہیں۔ شمسی پینل کے لئے پسند کی اشیا کے طور پر آخر کار پیرو وس کائٹ ایک اہم معدنیات ہے جو سلی کام کی جگہ لے گا۔ پیرو وس کائٹ شمسی سیل میں روشنی جذب کرنے والے کے طور پر ایک پیرو وس کائٹ پرت ہوتی ہے، جو ایک دھات بیک کانٹریکٹ الیکٹورڈ کے ساتھ شفاف کنڈکٹنگ گلاس اور ہول ٹرانسپورٹ لیئر  کے ساتھ الیکٹرون ٹرانسپورٹ لیئر  کے درمیان دبی ہوتی ہے۔
الگپا یونیورسٹی گروپ کے فزکس کے محکمہ سے ایک تحقیقاتی ٹیم نے شمسی سیل آلات کی الیکٹرون نقل وحمل پرت پر توجہ مرکوز کی، جو شفاف دھات آکسائیڈس سے بنا ہے۔ شفاف دھات آکسائیڈ جیسے ZnO ، In2O3 اور SnO2 نے عمدہ بجلی اور آپٹیکل خصوصیات دکھائے ہیں۔
ٹیم نے شمسی آلات کے لئے ایک قابل شفاف دھات آکسائیڈ کے طور پر ٹن آکسائیڈس  کی کارکردگی میں اصلاح کرنے میں مؤثر استعمال کے کردار کا پتہ لگایا ۔ SnO2 کو کم درجہ حرارت پر تیار کیا جاسکتا ہےاور یہ امید کے مطابق مستحکم ہے، لیکن بجلی کی موصلیت ، آپٹیکل شفافیت، اور SnO2 کے پیرو وس کائٹ کے ساتھ بینڈ کے منسلک ہونے جیسے کام کاج کے معیاری تجارتی شمسی خلیوں کے ساتھ مسابقت کرنے کے لئے کافی نہیں ہے۔
انہوں نے پایا کہ جب المونیم  دھات کو SnO2 جالی میں ایک ممکنہ ڈوپینٹ کے طور پر شامل کیا جاتا ہے تو الیکٹرون ارتکاز اور فلم کی سیریز کی مزاحمت بدل جاتی ہے۔ لینتھینم  دھات کو شامل کرنے سے موصلیت اور فل فیکٹر سے لبریز طاقت کی زیادہ سے زیادہ قدر کا تناسب بڑھ جاتا ہے۔
اس عناصر میں المونیم  اور لینتھینم  دھات کا استعمال SnO2 میں مناسب ڈوپینٹس کے طور پر کیاگیا تھا اور SnO2 کی آپٹیکل شفافیت، بجلی موصلیت ،رفتار، سطح کی کوریج اور توانائی کی سطح میں بہتری آئی ہے۔ اس نے فوٹو اولٹیک کام کاج اور نمایاں طور پر شمسی خلیوں کے استحکام میں بھی اضافہ کیا ہے۔
ڈوپینٹس اے آئی ؍ایل اے کے SnO2 کو شامل کرکے فلم کی سطح کی کوریج کو بڑھایا گیا ہے، جس نے توانائی کی سطح میں بدلاؤ اور الیکٹرون رفتار کو بھی بڑھایا، جس سے آسان دھات آیانوں کی ڈوپن کی حکمت عملی کے توسط سے SnO2 کے کام کاج کی خصوصیات میں بہتری آئی ہے۔ جنرل آف پاور ریسورسیز میں شائع یہ مطالعہ شمسی آلات میں فوٹو اولٹیک کی کارکردگی ،دوہراؤ اور استحکام کو بڑھانے میں کوڈوپینٹ کے فوائد کو دکھاتا ہے۔
تیار کئے گئے پیرووس کائٹ فلموں کے کراس سیکشنل مور فولوجی کا تجزیہ ،فیلڈ اخراج اسکیننگ الیکٹرون مائیکرو اسکوپی کا استعمال کرکے کیاگیا تھا، جبکہ ایکسرے فوٹو الیکٹرون اسپیکٹرو اسکوپی  کا استعمال کرکے بنیادی اور کیمیائی خصوصیات کی جانچ کی گئی تھی، جو ٹی ایس ٹی –پروموشن آف یونیورسٹی ریسرچ اینڈ سائنٹفک ایکسی لینس  کی حمایت یافتہ ہے۔ مطالعہ سے یہ نتیجہ نکلا کہ تجارتی سلی کون پر مبنی شمسی خلیوں کے مقابلے میں پیرو وسائٹ اشیا –پر مبنی شمسی خلیاں کفایتی ہیں۔
اشاعتی لنک: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228443
 
تصویر  ایس این او 2 اور اے آئی ایل اے- ایس این او 2 فلموں کے ایکس پی ایس اسپیکٹرا یعنی  ایس این 3 ڈی، او 1 ایس،  اے ایل 2 پی اور  ایل اے 3 ڈی پیکس،  کراس- سیکشنل ایس ای ایم امیج آف دی کمپلیٹ اے آئی ایل اے- ایس این او 2 ای ٹی ایل دیوائس۔
ایکسرے فوٹو الیکٹران اسپیکٹرو اسکوپی اسکیننگ الیکٹرون مائیکرو اسکوپ
الگپا یونیورسٹی کے طلبا اور اساتذہ اراکین اور باہری محققین پی یو آر ایس آئی فنڈنگ کے توسط سے خریدے گئے آلات کوآپریٹ کرتے ہیں