রঞ্জক সংবেদনশীল সৌর কোষ: আগামীর চালিকাশক্তি নবায়নযোগ্য সম্পদ

রঞ্জক সংবেদনশীল সৌর কোষ: আগামীর চালিকাশক্তি নবায়নযোগ্য সম্পদ

নবায়নযোগ্য শক্তি বা রিনিউয়েবল এনার্জি হলো এমন শক্তির উৎস যা স্বল্প সময়ের ব্যবধানে পুনরায় ব্যবহার করা যায় এবং এর ফলে শক্তির উৎসটি নিঃশেষ হয়ে যায় না। জলবায়ু পরিবর্তনের কারণে কম কার্বন নিঃসরণ করে এমন জ্বালানি অর্থাৎ নবায়নযোগ্য জ্বালানি নিয়ে নতুন করে ভাবছে পুরো দুনিয়া। রন্জক সংবেদনশীল সৌর কোষগুলো তাদের উপাদান এবং সাধারণ কাঠামোর কারণে ভবিষ্যতের শক্তি উদ্বেগের এমন একটি প্রতিশ্রুতিশীল সমাধান।

রঞ্জক সংবেদনশীল সৌর কোষ কী?

রঞ্জক সংবেদনশীল সৌর কোষ (DSSCs) হল একটি বিশেষ ধরনের সাশ্রয়ী সৌর (ফটোভোলটাইক) কোষ যা দৃশ্যমান আলোকে দক্ষতার সাথে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। 1991 সালে অধ্যাপক মাইকেল গ্রেটজেল এবং ডাঃ ব্রায়ান ও’রেগান দ্বারা উদ্ভাবিত এই কোষের নামকরণ করা হলো রঞ্জক সংবেদনশীল সৌর কোষ। কারণ এটি প্রাকৃতিক আলো শোষণ করে সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার অনুকরণ করে।

DSSC-এর কার্য নীতিতে চারটি মৌলিক ধাপ জড়িত: আলো শোষণ, ইলেক্ট্রন ইনজেকশন, ক্যারিয়ার পরিবহন এবং কারেন্ট সংগ্রহ। ফোটনকে কারেন্টে রূপান্তরের সাথে নিম্নলিখিত পদক্ষেপগুলি জড়িত। প্রথমত, আলো (ফোটন) একটি ফটোসেনসিটাইজার দ্বারা শোষিত হয়, এবং এইভাবে, ফোটন শোষণের কারণে, ইলেকট্রনগুলি গ্রাউন্ড স্টেট (S+/S) থেকে রঞ্জকের উত্তেজিত অবস্থায় (S+/S*) উন্নীত হয়, যেখানে বেশিরভাগ রঞ্জকের শোষণ 700 এনএম এর পরিসরে যা ফোটন শক্তির সাথে প্রায় 1.72 eV এর সাথে মিলে যায়। এখন, ন্যানোসেকেন্ড পরিসরের জীবনকাল সহ উত্তেজিত ইলেকট্রনগুলিকে ন্যানোপোরাস TiO2 ইলেক্ট্রোডের পরিবাহী ব্যান্ডে ইনজেকশন দেওয়া হয় যা রঞ্জকের উত্তেজিত অবস্থার নীচে থাকে। যেখানে TiO2, UV অঞ্চল থেকে সৌর ফোটনের একটি ছোট ভগ্নাংশ শোষণ করে ফলস্বরূপ, রঞ্জক জারিত হয়। এই ইনজেকশন করা ইলেকট্রনগুলিকে TiO2 ন্যানো পার্টিকেলগুলির মধ্যে পরিবাহিত করা হয় এবং পিছনের যোগাযোগের দিকে ছড়িয়ে পড়ে (স্বচ্ছ কন্ডাক্টিং অক্সাইড [TCO])। বাহ্যিক সার্কিটের মাধ্যমে, ইলেকট্রন কাউন্টার ইলেক্ট্রোডে পৌঁছায়। যেখানে তারা একটি লোড পাওয়ার জন্য সংগ্রহ করা হয়।

রঞ্জক-সংবেদনশীল সৌর কোষগুলি গত তিন দশক ধরে নিবিড়ভাবে তদন্ত করা হয়েছে। তবুও, তাদের কর্মক্ষমতা আরও উন্নত করার জন্য এখনও অনেক গবেষণার প্রয়োজন রয়েছে। ডাই অণুগুলি আরও ভাল কার্যকারিতার জন্য অবিরামভাবে সংশোধন করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, পুনঃসংযোজন ধাপসমূহকে ধীর করতে এবং প্রতিকূল একত্রীকরণ এড়াতে স্টেরিক গ্রুপগুলি চালু করা যেতে পারে। আলো শোষণ বাড়ানোর জন্য এবং একটি ভাল ব্লকিং প্রভাবকে উন্নীত করার জন্য মেসোপোরাস TiO2 পৃষ্ঠে আরও সর্বোত্তম ডাই প্যাকিংয়ের প্রয়োজন রয়েছে। নভেল রেডক্স মধ্যস্থতাকারী এবং এইচটিএম হল উচ্চ পারফরমিং ডিএসসিতে পৌঁছানোর মূল উপাদান কারণ তারা প্রচলিত ট্রাইওডাইড/আয়োডাইড রেডক্স অপেক্ষা তুলনামূলক বেশি আউটপুট ভোল্টেজ দিতে পারে।