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कार्बनिक सौर सेल अपने हल्के, लचीले और विकिरण-प्रतिरोधी गुणों के कारण अंतरिक्ष मिशनों को सशक्त बनाने के लिए एक आशाजनक समाधान के रूप में उभरे हैं। कार्बन-आधारित सामग्रियों से बने इन सौर कोशिकाओं को पारंपरिक सिलिकॉन और गैलियम आर्सेनाइड कोशिकाओं के विकल्प के रूप में खोजा जा रहा है। सिलिकॉन और गैलियम आर्सेनाइड दोनों, प्रभावी होते हुए भी महंगे, भारी और लचीलेपन की कमी वाले हैं। दूसरी ओर, कार्बनिक सौर सेल उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन के खिलाफ लचीलापन प्रदर्शित करते हैं, जो अंतरिक्ष में पाए जाने वाले सबसे हानिकारक कणों में से एक हैं।
कार्बनिक सौर कोशिकाओं का विकिरण प्रतिरोध
अनुसार एक को अध्ययन जूल में प्रकाशित, छोटे अणुओं से निर्मित कार्बनिक सौर कोशिकाओं ने तीन साल के अंतरिक्ष जोखिम के बराबर विकिरण के अधीन होने के बाद प्रदर्शन में कोई गिरावट नहीं दिखाई। हालाँकि, पॉलिमर-आधारित सामग्रियों से बने उत्पादों की दक्षता में 50 प्रतिशत की गिरावट देखी गई। इस कमी को इलेक्ट्रॉन जाल के निर्माण के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था जब प्रोटॉन आणविक पक्ष श्रृंखलाओं को तोड़ देते थे, जिससे इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रोड में प्रवाहित होने से रोका जाता था।
मिशिगन विश्वविद्यालय में इंजीनियरिंग के पीटर ए. फ्रेंकेन विशिष्ट विश्वविद्यालय के प्रोफेसर स्टीफन फॉरेस्ट ने टेकएक्सप्लोर को समझाया कि थर्मल एनीलिंग द्वारा क्षति को संभावित रूप से उलटा किया जा सकता है। प्रयोगशाला सेटिंग में कोशिकाओं को लगभग 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने से हाइड्रोजन को कार्बन परमाणुओं के साथ फिर से जुड़ने में सक्षम बनाया गया, जिससे आणविक संरचना की मरम्मत हुई। हालाँकि, अंतरिक्ष के निर्वात में या लंबे समय तक मिशन स्थितियों में इस प्रक्रिया की विश्वसनीयता के बारे में सवाल बने हुए हैं।
भविष्य के अनुसंधान निर्देश
अध्ययन के मुख्य लेखक, योंग्शी ली, जो उस समय इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग में एक सहयोगी अनुसंधान वैज्ञानिक थे, ने TechExplore पर प्रकाश डाला कि आगे की खोज इलेक्ट्रॉन जाल के गठन को रोकने या स्वयं-उपचार में सक्षम सामग्री विकसित करने पर केंद्रित होगी। ली के नानजिंग विश्वविद्यालय में स्थानांतरित होने के साथ, अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए जैविक सौर कोशिकाओं को आगे बढ़ाने पर शोध जारी रहने की उम्मीद है।
अनुसंधान लुरी नैनोफैब्रिकेशन सुविधा और मिशिगन आयन बीम प्रयोगशाला सहित सुविधाओं पर आयोजित किया गया था। जबकि चुनौतियाँ बनी हुई हैं, निष्कर्ष अंतरिक्ष अन्वेषण के मांग वाले वातावरण में सौर कोशिकाओं की दक्षता और स्थायित्व में सुधार के लिए नई संभावनाएं खोलते हैं।
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