केम्ब्रिज के शोधकर्ताओं ने खोजा नया ऑर्गेनिक अर्धचालक, जो सोलर पैनल निर्माण को सरल बना सकता है

ऑर्गेनिक रैडिकल अर्धचालक में फोटovoltaic गुणों की खोज, हल्के, किफायती और टिकाऊ सौर मॉड्यूल के लिए रास्ता खोलती है।

केम्ब्रिज के शोधकर्ताओं ने खोजा नया ऑर्गेनिक अर्धचालक, जो सोलर पैनल निर्माण को सरल बना सकता है

EnergyChannel संपादकीय टीम31 अक्टूबर 2025

ब्रिटेन की केम्ब्रिज विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक ऐसी खोज की है, जो सोलर पैनलों के निर्माण को पूरी तरह बदल सकती है। शोधकर्ताओं ने पॉली(3-ट्रिफेनाइलमेथिल-थियोफीन) या P3TTM नामक ऑर्गेनिक अणु में फोटovoltaic गुण खोजे हैं।

यह सामग्री पारंपरिक ऑर्गेनिक अर्धचालकों की तुलना में अद्वितीय है, क्योंकि यह एक ही घटक से पूरी सौर कोशिका का कार्य कर सकती है, जिससे सौर पैनलों को हल्का, सरल और सस्ता बनाया जा सकता है।

ऑर्गेनिक अर्धचालकों में नई खोज

P3TTM एक ऑर्गेनिक रैडिकल है, जिसमें प्रत्येक अणु में अजुड़े इलेक्ट्रॉन्स होते हैं। यह इलेक्ट्रॉन्स सामग्री को असाधारण इलेक्ट्रॉनिक गुण प्रदान करते हैं।

सामान्य ऑर्गेनिक अर्धचालकों में इलेक्ट्रॉन्स जोड़े में रहते हैं और सीमित इंटरैक्शन करते हैं, लेकिन P3TTM में अणु एक-दूसरे के करीब आने पर उनके इलेक्ट्रॉन्स बारी-बारी से ऊपर और नीचे दिशा में सुसंगत हो जाते हैं। इसे मॉट-हबरड व्यवहार (Mott-Hubbard behavior) कहा जाता है।

“जब अणु आपस में जुड़ते हैं, तो उनके इलेक्ट्रॉन्स विशेष तरीके से इंटरैक्ट करते हैं और प्रकाश अवशोषण के बाद चार्ज मूवमेंट को सक्षम करते हैं,” मुख्य शोधकर्ता Biwen Li ने बताया।

ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रिया

P3TTM अणु प्रकाश से उत्तेजित होकर इलेक्ट्रॉन्स को एक अणु से दूसरे में स्थानांतरित करते हैं, जिससे धनात्मक और ऋणात्मक चार्ज उत्पन्न होती है। यह चार्ज ही बिजली उत्पादन का आधार है।

शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में प्रयोगात्मक सोलर सेल बनाई, जिसमें P3TTM की परत, इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO), बक्मिंस्टरफुलरीन (C60), PCBM इंटरलेयर और एल्यूमिनियम संपर्क शामिल थे।

परिणाम उल्लेखनीय थे: मानक प्रकाश के तहत, सेल ने लगभग पूर्ण चार्ज संग्रहण दक्षता प्राप्त की, यानी अधिकांश फोटॉन्स उपयोगी बिजली में परिवर्तित हुए।

ऑर्गेनिक फोटovoltaics में नया दृष्टिकोण

पारंपरिक ऑर्गेनिक सोलर सेल दो अलग-अलग सामग्री पर निर्भर करते हैं – एक इलेक्ट्रॉन दाता और एक स्वीकारकर्ता। यह प्रक्रिया दक्षता और निर्माण को सीमित करती है।

P3TTM सभी प्रक्रिया अकेले कर सकता है, जिससे सोलर सेल निर्माण सरल और लागत कम होती है।

“इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर की ऊर्जा, जिसे Hubbard U कहते हैं, सामग्री में चार्ज विभाजन की अनुमति देती है बिना किसी अन्य घटक की जरूरत के,” शोधकर्ताओं ने कहा।

भविष्य की सोलर टेक्नोलॉजी

यह अध्ययन Nature Materials पत्रिका में प्रकाशित हुआ है: “Intrinsic intermolecular photoinduced charge separation in organic radical semiconductors”.

शोधकर्ताओं का कहना है कि यह खोज हल्के, टिकाऊ और बहुमुखी ऑर्गेनिक सोलर सेल्स के विकास की दिशा में मार्गदर्शन कर सकती है।

“यह कार्य दिखाता है कि सोलर-ऊर्जा संचालित रासायनिक प्रक्रियाएं और बिजली उत्पादन केवल एक घटक का उपयोग करके की जा सकती हैं, चाहे वह घोल में हो या ठोस अवस्था में,” शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष में कहा।

केम्ब्रिज के शोधकर्ताओं ने खोजा नया ऑर्गेनिक अर्धचालक, जो सोलर पैनल निर्माण को सरल बना सकता है