ఇంజినీరింగ్ తదుపరి తరం సోలార్ పవర్డ్ బ్యాటరీలు

లిథియం అయాన్ బ్యాటరీల వంటి సెకండరీ బ్యాటరీలు, నిల్వ చేయబడిన శక్తిని ఉపయోగించిన తర్వాత రీఛార్జ్ చేయాలి.శిలాజ ఇంధనాలపై మన ఆధారపడటాన్ని తగ్గించే ప్రయత్నంలో, శాస్త్రవేత్తలు ద్వితీయ బ్యాటరీలను రీఛార్జ్ చేయడానికి స్థిరమైన మార్గాలను అన్వేషిస్తున్నారు.ఇటీవల, అమర్ కుమార్ (TIFR హైదరాబాద్‌లోని TN నారాయణన్ ల్యాబ్‌లో గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి) మరియు అతని సహచరులు సౌరశక్తితో నేరుగా రీఛార్జ్ చేయగల ఫోటోసెన్సిటివ్ పదార్థాలతో కూడిన కాంపాక్ట్ లిథియం అయాన్ బ్యాటరీని తయారు చేశారు.

బ్యాటరీలను రీఛార్జ్ చేయడానికి సౌర శక్తిని ఛానెల్ చేయడానికి ప్రారంభ ప్రయత్నాలు ఫోటోవోల్టాయిక్ సెల్‌లు మరియు బ్యాటరీలను ప్రత్యేక సంస్థలుగా ఉపయోగించాయి.సౌరశక్తి ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల ద్వారా విద్యుత్ శక్తిగా మార్చబడుతుంది, తత్ఫలితంగా బ్యాటరీలలో రసాయన శక్తిగా నిల్వ చేయబడుతుంది.ఈ బ్యాటరీలలో నిల్వ చేయబడిన శక్తి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు శక్తినివ్వడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.ఈ శక్తి యొక్క రిలే ఒక భాగం నుండి మరొకదానికి, ఉదాహరణకు, ఫోటోవోల్టాయిక్ సెల్ నుండి బ్యాటరీకి, శక్తిలో కొంత నష్టానికి దారితీస్తుంది.శక్తి నష్టాన్ని నివారించడానికి, బ్యాటరీ లోపల ఫోటోసెన్సిటివ్ భాగాల వినియోగాన్ని అన్వేషించడం వైపు మళ్లింది.బ్యాటరీలో ఫోటోసెన్సిటివ్ భాగాలను ఏకీకృతం చేయడంలో గణనీయమైన పురోగతి ఉంది, ఫలితంగా మరింత కాంపాక్ట్ సోలార్ బ్యాటరీలు ఏర్పడతాయి.

డిజైన్‌లో మెరుగుపడినప్పటికీ, ఇప్పటికే ఉన్న సోలార్ బ్యాటరీలు ఇప్పటికీ కొన్ని లోపాలను కలిగి ఉన్నాయి.వివిధ రకాలైన సౌర బ్యాటరీలతో అనుబంధించబడిన ఈ ప్రతికూలతల్లో కొన్ని: తగినంత సౌర శక్తిని వినియోగించుకునే సామర్థ్యం తగ్గడం, బ్యాటరీలోని ఫోటోసెన్సిటివ్ ఆర్గానిక్ కాంపోనెంట్‌ను తుప్పుపట్టే ఆర్గానిక్ ఎలక్ట్రోలైట్‌ని ఉపయోగించడం మరియు బ్యాటరీ యొక్క నిరంతర పనితీరుకు ఆటంకం కలిగించే సైడ్ ప్రొడక్ట్‌ల ఏర్పాటు. దీర్ఘకాలిక.

ఈ అధ్యయనంలో, అమర్ కుమార్ కొత్త ఫోటోసెన్సిటివ్ పదార్థాలను అన్వేషించాలని నిర్ణయించుకున్నారు, ఇది లిథియంను కూడా కలుపుతుంది మరియు లీక్ ప్రూఫ్ మరియు పరిసర పరిస్థితులలో సమర్థవంతంగా పనిచేసే సౌర బ్యాటరీని నిర్మించింది.రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌లను కలిగి ఉండే సౌర బ్యాటరీలు సాధారణంగా ఎలక్ట్రోడ్‌లలో ఒకదానిలో ఫోటోసెన్సిటివ్ డైని కలిగి ఉంటాయి, ఇది బ్యాటరీ ద్వారా ఎలక్ట్రాన్‌ల ప్రవాహాన్ని నడపడానికి సహాయపడే స్థిరీకరణ భాగంతో భౌతికంగా కలిపి ఉంటుంది.రెండు పదార్థాల భౌతిక మిశ్రమం అయిన ఎలక్ట్రోడ్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉపరితల వైశాల్యం యొక్క సరైన వినియోగంపై పరిమితులను కలిగి ఉంటుంది.దీనిని నివారించడానికి, TN నారాయణన్ సమూహంలోని పరిశోధకులు ఫోటోసెన్సిటివ్ MoS2 (మాలిబ్డినం డైసల్ఫైడ్) మరియు MoOx (మాలిబ్డినం ఆక్సైడ్) యొక్క హెటెరోస్ట్రక్చర్‌ను ఒకే ఎలక్ట్రోడ్‌గా పని చేయడానికి సృష్టించారు.రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ సాంకేతికత ద్వారా MoS2 మరియు MoOx ఒకదానితో ఒకటి కలిసిపోయిన ఒక హెటెరోస్ట్రక్చర్ అయినందున, ఈ ఎలక్ట్రోడ్ సౌర శక్తిని గ్రహించడానికి ఎక్కువ ఉపరితల వైశాల్యాన్ని అనుమతిస్తుంది.కాంతి కిరణాలు ఎలక్ట్రోడ్‌ను తాకినప్పుడు, ఫోటోసెన్సిటివ్ MoS2 ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ఏకకాలంలో రంధ్రాలు అని పిలువబడే ఖాళీలను సృష్టిస్తుంది.MoOx ఎలక్ట్రాన్‌లు మరియు రంధ్రాలను వేరుగా ఉంచుతుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లను బ్యాటరీ సర్క్యూట్‌కు బదిలీ చేస్తుంది.

స్క్రాచ్ నుండి పూర్తిగా అసెంబుల్ చేయబడిన ఈ సోలార్ బ్యాటరీ, సిమ్యులేటెడ్ సోలార్ లైట్‌కి గురైనప్పుడు బాగా పనిచేస్తుందని కనుగొనబడింది.ఈ బ్యాటరీలో ఉపయోగించిన హెటెరోస్ట్రక్చర్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క కూర్పు ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్‌తో కూడా విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడింది.అధ్యయనం యొక్క రచయితలు ప్రస్తుతం MoS2 మరియు MoOx లు లిథియం యానోడ్‌తో కలిసి పని చేసే యంత్రాంగాన్ని వెలికితీసే దిశగా పనిచేస్తున్నారు, ఫలితంగా కరెంట్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.ఈ సౌర బ్యాటరీ కాంతితో ఫోటోసెన్సిటివ్ మెటీరియల్ యొక్క అధిక పరస్పర చర్యను సాధిస్తుండగా, లిథియం అయాన్ బ్యాటరీని పూర్తిగా రీఛార్జ్ చేయడానికి ఇది ఇంకా సరైన స్థాయి కరెంట్ ఉత్పత్తిని సాధించలేదు.ఈ లక్ష్యాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, TN నారాయణన్ ల్యాబ్ అటువంటి హెటెరోస్ట్రక్చర్ ఎలక్ట్రోడ్‌లు ప్రస్తుత సోలార్ బ్యాటరీల సవాళ్లను ఎలా పరిష్కరించగలవని అన్వేషిస్తోంది.