ኢንጂነሪንግ ቀጣዩ ትውልድ በፀሃይ ኃይል የሚሰሩ ባትሪዎች

እንደ ሊቲየም ion ባትሪዎች ያሉ ሁለተኛ ደረጃ ባትሪዎች የተከማቸ ሃይል ጥቅም ላይ ከዋለ በኋላ መሙላት ያስፈልጋቸዋል።በነዳጅ ላይ ያለንን ጥገኝነት ለመቀነስ ሳይንቲስቶች ሁለተኛ ደረጃ ባትሪዎችን ለመሙላት ዘላቂ መንገዶችን ሲፈልጉ ቆይተዋል።በቅርቡ አማር ኩመር (በቲኤፍአር ሃይደራባድ በሚገኘው የቲኤን ናራያናን ላብራቶሪ የተመረቀ ተማሪ) እና ባልደረቦቹ የታመቀ ሊቲየም ion ባትሪ በቀጥታ በፀሀይ ሃይል ሊሞሉ የሚችሉ የፎቶ ሴንሲቲቭ ቁሶችን ሰብስበዋል።

ባትሪዎችን ለመሙላት የፀሐይ ኃይልን ለማሰራጨት የመጀመሪያዎቹ ጥረቶች የፎቶቮልታይክ ህዋሶችን እና ባትሪዎችን እንደ የተለየ አካል ይጠቀሙ ነበር።የፀሐይ ኃይል በፎቶቮልታይክ ሴሎች ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል ይቀየራል, በዚህም ምክንያት በባትሪ ውስጥ እንደ ኬሚካላዊ ኃይል ተከማችቷል.በነዚህ ባትሪዎች ውስጥ የተከማቸ ሃይል የኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎችን ለማብራት ያገለግላል።ይህ የኃይል ማስተላለፊያ ከአንዱ አካል ወደ ሌላው ለምሳሌ ከፎቶቮልታይክ ሴል ወደ ባትሪው የተወሰነ የኃይል ኪሳራ ያስከትላል.የኢነርጂ ብክነትን ለመከላከል በራሱ በባትሪ ውስጥ ያሉ የፎቶ ሴንሲቲቭ አካላት አጠቃቀምን ወደ ማሰስ አቅጣጫ መቀየር ነበር።በባትሪ ውስጥ የፎቶ ሴንሲቲቭ አካላትን በማዋሃድ ረገድ ከፍተኛ መሻሻል ታይቷል ይህም የበለጠ የታመቁ የፀሐይ ባትሪዎች እንዲፈጠሩ ምክንያት ሆኗል ።

በንድፍ የተሻሻሉ ቢሆንም አሁን ያሉት የፀሐይ ባትሪዎች አሁንም አንዳንድ ድክመቶች አሏቸው።ከተለያዩ የፀሐይ ባትሪዎች ጋር ተያይዘው ከሚመጡት ጉዳቶች መካከል ጥቂቶቹ፡- በቂ የፀሐይ ኃይልን የመጠቀም አቅም መቀነስ፣ በባትሪ ውስጥ ያለውን ፎተሰንሲቭ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገር ሊበላሽ የሚችል ኦርጋኒክ ኤሌክትሮላይት መጠቀም እና የባትሪውን ቀጣይነት ያለው አፈጻጸም የሚያደናቅፉ የጎን ምርቶች መፈጠር ይገኙበታል። የረዥም ጊዜ.

በዚህ ጥናት ውስጥ፣ አማር ኩመር አዲስ ፎቶን የሚነኩ ቁሶችን ለመቃኘት ወስኗል እነዚህም ሊቲየምን ሊያካትት እና ሊፈስ የማይችለው እና በአካባቢ ሁኔታዎች ውስጥ በብቃት የሚሰራ የፀሐይ ባትሪ መገንባት ይችላሉ።ሁለት ኤሌክትሮዶች ያሏቸው የፀሐይ ባትሪዎች ብዙውን ጊዜ በኤሌክትሮዶች ውስጥ የኤሌክትሮኖችን ፍሰት በባትሪው ውስጥ ለማሽከርከር ከሚረዳው ማረጋጊያ አካል ጋር ተቀላቅሎ በአንደኛው ኤሌክትሮዶች ውስጥ የፎቶ ሴንሲቲቭ ቀለም ያካትታሉ።የሁለት ነገሮች አካላዊ ድብልቅ የሆነ ኤሌክትሮድ የኤሌክትሮጁን ወለል አካባቢ በጥሩ ሁኔታ አጠቃቀም ላይ ገደቦች አሉት።ይህንን ለማስቀረት የቲኤን ናራያናን ቡድን ተመራማሪዎች የፎቶሰንሲቲቭ ሞኤስ2 (ሞሊብዲነም ዲሰልፋይድ) እና ሞኦክስ (ሞሊብዲነም ኦክሳይድ) እንደ አንድ ኤሌክትሮል እንዲሠሩ አንድ heterostructure ፈጠሩ።MoS2 እና MoOx በኬሚካላዊ የእንፋሎት ማስቀመጫ ቴክኒክ የተዋሃዱበት heterostructure እንደመሆኑ መጠን ይህ ኤሌክትሮድ የፀሐይ ኃይልን ለመምጠጥ ተጨማሪ የገጽታ ቦታ እንዲኖር ያስችላል።የብርሃን ጨረሮች ኤሌክትሮጁን በሚመታበት ጊዜ የፎቶ ሴንሲቲቭ MoS2 ኤሌክትሮኖችን ያመነጫል እና በተመሳሳይ ጊዜ ቀዳዳዎች የሚባሉ ክፍት ቦታዎችን ይፈጥራል።MoOx ኤሌክትሮኖችን እና ቀዳዳዎችን ይለያቸዋል, እና ኤሌክትሮኖችን ወደ ባትሪ ዑደት ያስተላልፋል.

ሙሉ በሙሉ ከባዶ የተገጣጠመው ይህ የፀሃይ ባትሪ ለፀሀይ ብርሃን ሲጋለጥ ጥሩ ስራ ሲሰራ ተገኝቷል።በዚህ ባትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው heterostructure electrode ውህድ በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ በማስተላለፍ ላይም በስፋት ጥናት ተደርጓል።የጥናቱ አዘጋጆች MoS2 እና MoOx ከሊቲየም አኖድ ጋር ተቀናጅተው የሚሠሩበትን ዘዴ አሁን እንዲፈጠር ለማድረግ እየሰሩ ነው።ይህ የፀሐይ ባትሪ ከብርሃን ጋር ከፍ ያለ የፎቶ ሴንሲቲቭ ንጥረ ነገር መስተጋብር ቢያገኝም፣ የሊቲየም ion ባትሪን ሙሉ በሙሉ ለመሙላት እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ የአሁኑን ደረጃ ገና ማመንጨት አልቻለም።ይህንን ግብ ግምት ውስጥ በማስገባት፣ የቲኤን ናራያናን ላብራቶሪ እንደነዚህ ያሉ ሄትሮስትራክቸር ኤሌክትሮዶች በአሁኑ ጊዜ የፀሐይ ባትሪዎችን ተግዳሮቶች ለመፍታት መንገዱን የሚከፍቱበትን መንገድ እያጣራ ነው።