ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ವಿಧಗಳ ಕುರಿತು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಚರ್ಚೆ

ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯು ಒಂದು ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿತ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಅಲಂಕಾರಿಕ ಗ್ಯಾಜೆಟ್‌ಗಳ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯಾಗಿತ್ತು, ಆದರೆ ಅದು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಅಲ್ಲ. ಕಳೆದ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಸೌರಶಕ್ತಿಯು ಸ್ಥಾಪಿತ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲದಿಂದ ಜಾಗತಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಭೂದೃಶ್ಯದ ಪ್ರಮುಖ ಸ್ತಂಭವಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಂಡಿದೆ.

ಭೂಮಿಯು ಸುಮಾರು 173,000TW ಸೌರ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಜಾಗತಿಕ ಸರಾಸರಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೇಡಿಕೆಗಿಂತ ಹತ್ತು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು.

[1] ಇದರರ್ಥ ಸೌರಶಕ್ತಿಯು ನಮ್ಮ ಎಲ್ಲಾ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

2023 ರ ಮೊದಲಾರ್ಧದಲ್ಲಿ, ಸೌರ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಒಟ್ಟು US ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ 5.77% ರಷ್ಟಿದೆ, ಇದು 2022 ರಲ್ಲಿ 4.95% ರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ.

[2] ಆದರೂ ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳು (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು) 2022 ರಲ್ಲಿ US ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ 60.4% ನಷ್ಟು ಭಾಗವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ,

[3] ಆದರೆ ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಪ್ರಭಾವ ಮತ್ತು ಸೌರ ಶಕ್ತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ತ್ವರಿತ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಗಮನಕ್ಕೆ ಅರ್ಹವಾಗಿದೆ.

 

ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ವಿಧಗಳು

 

ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ವರ್ಗಗಳಿವೆ (ಇದನ್ನು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ (PV) ಕೋಶಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ): ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ, ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ಮತ್ತು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು. ಈ ಮೂರು ವಿಧದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ದಕ್ಷತೆ, ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಜೀವಿತಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ತಮ್ಮದೇ ಆದ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.

 

01 ಸ್ಫಟಿಕ

ಹೆಚ್ಚಿನ ಮನೆಯ ಮೇಲ್ಛಾವಣಿಯ ಸೌರ ಫಲಕಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಏಕಸ್ಫಟಿಕದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ 26% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು 30 ವರ್ಷಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸೇವಾ ಜೀವನವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದೆ.

[4] ಮನೆಯ ಸೌರ ಫಲಕಗಳ ಪ್ರಸ್ತುತ ದಕ್ಷತೆಯು ಸುಮಾರು 22% ಆಗಿದೆ.

 

ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ದಕ್ಷತೆ ಎಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಫಲಕಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

 

ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಬಹು-ಜಂಕ್ಷನ್ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಆರ್ಸೆನೈಡ್ (GaAs) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೌರ ಕೋಶಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಬಹು-ಪದರದ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಪದರವು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ವಿವಿಧ ತರಂಗಾಂತರಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಇಂಡಿಯಮ್ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಫಾಸ್ಫೈಡ್ (GaInP), ಇಂಡಿಯಮ್ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಆರ್ಸೆನೈಡ್ (InGaAs) ಮತ್ತು ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ (Ge) ನಂತಹ ವಿಭಿನ್ನ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಈ ಮಲ್ಟಿಜಂಕ್ಷನ್ ಕೋಶಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆಯಾದರೂ, ಅವುಗಳು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ಅಪಕ್ವವಾದ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿವೆ, ಇದು ಅವುಗಳ ವಾಣಿಜ್ಯ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

 

02 ಚಿತ್ರ

ಜಾಗತಿಕ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯೆಂದರೆ ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ (CdTe) ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು. ಅಂತಹ ಲಕ್ಷಾಂತರ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ, 30GW ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ. ಅವುಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಯುಟಿಲಿಟಿ-ಸ್ಕೇಲ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಾರ್ಖಾನೆ.

 

ಈ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ, 1-ಚದರ-ಮೀಟರ್ ಸೌರ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ AAA-ಗಾತ್ರದ ನಿಕಲ್-ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ (Ni-Cd) ಬ್ಯಾಟರಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ, ಸೌರ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು 1,200 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಅಂಶಗಳು ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ವಿಷಕಾರಿ ಅಪಾಯಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸುತ್ತವೆ.

 

ಭೂಮಿಯ ಹೊರಪದರದಲ್ಲಿ ಟೆಲ್ಯೂರಿಯಮ್‌ನ ಅಂಶವು ಮಿಲಿಯನ್‌ಗೆ 0.001 ಭಾಗಗಳು ಮಾತ್ರ. ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಅಪರೂಪದ ಅಂಶವಾಗಿರುವಂತೆಯೇ, ಟೆಲ್ಯುರಿಯಮ್ನ ಅಪರೂಪತೆಯು ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ನ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮರುಬಳಕೆಯ ಅಭ್ಯಾಸಗಳ ಮೂಲಕ ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ.

ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ದಕ್ಷತೆಯು 18.6% ತಲುಪಬಹುದು ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ದಕ್ಷತೆಯು 22% ಮೀರಬಹುದು. [5] ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿರುವ ತಾಮ್ರದ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬದಲಿಸಲು ಆರ್ಸೆನಿಕ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಜೀವನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದಾದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ತಲುಪಬಹುದು.

 

03 ಉದಯೋನ್ಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು

 

ಅಲ್ಟ್ರಾ-ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು (1 ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ) ಮತ್ತು ನೇರ ಠೇವಣಿ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೌರ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್, ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಆರ್ಸೆನೈಡ್ನಂತಹ ಸ್ಥಾಪಿತ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಗಳಾಗುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.

 

[6]ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಮೂರು ಪ್ರಸಿದ್ಧ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿವೆ: ತಾಮ್ರದ ಸತು ಟಿನ್ ಸಲ್ಫೈಡ್ (Cu2ZnSnS4 ಅಥವಾ CZTS), ಸತು ಫಾಸ್ಫೈಡ್ (Zn3P2) ಮತ್ತು ಏಕ-ಗೋಡೆಯ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು (SWCNT). ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಕಾಪರ್ ಇಂಡಿಯಮ್ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಸೆಲೆನೈಡ್ (CIGS) ಸೌರ ಕೋಶಗಳು 22.4% ರಷ್ಟು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ತಲುಪಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಂತಹ ದಕ್ಷತೆಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವುದು ಒಂದು ಸವಾಲಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ.

[7]ಲೀಡ್ ಹಾಲೈಡ್ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಥಿನ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಸೆಲ್‌ಗಳು ಆಕರ್ಷಕ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಸೌರ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೂತ್ರದ ABX3 ನ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಒಂದು ರೀತಿಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಇದು ಹಳದಿ, ಕಂದು ಅಥವಾ ಕಪ್ಪು ಖನಿಜವಾಗಿದ್ದು, ಇದರ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಟೈಟನೇಟ್ (CaTiO3). UK ಕಂಪನಿ ಆಕ್ಸ್‌ಫರ್ಡ್ PV ಉತ್ಪಾದಿಸಿದ ವಾಣಿಜ್ಯ-ಪ್ರಮಾಣದ ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಟಂಡೆಮ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳು 28.6% ರಷ್ಟು ದಾಖಲೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ ಮತ್ತು ಈ ವರ್ಷ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ.

[8]ಕೆಲವೇ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ ಥಿನ್-ಫಿಲ್ಮ್ ಕೋಶಗಳಂತೆಯೇ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ. ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಆರಂಭಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ, ಜೀವಿತಾವಧಿಯು ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅದನ್ನು ತಿಂಗಳುಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು.

ಇಂದು, ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಕೋಶಗಳು 25 ವರ್ಷ ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೇವಾ ಜೀವನವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಪ್ರಯೋಜನಗಳೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆ (25% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು), ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ.

 

ಸಂಯೋಜಿತ ಸೌರ ಫಲಕಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು

 

ಕೆಲವು ಸೌರ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಸೌರ ವರ್ಣಪಟಲದ ಒಂದು ಭಾಗವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಗೋಚರ ಬೆಳಕನ್ನು ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ಪಾರದರ್ಶಕ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಡೈ-ಸೆನ್ಸಿಟೈಸ್ಡ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳು (DSC) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 1991 ರಲ್ಲಿ ಸ್ವಿಟ್ಜರ್ಲೆಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಜನಿಸಿದರು. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಸ R&D ಫಲಿತಾಂಶಗಳು DSC ಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಈ ಸೌರ ಫಲಕಗಳು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಗೆ ಬರಲು ಹೆಚ್ಚು ಸಮಯವಿಲ್ಲ.

 

ಕೆಲವು ಕಂಪನಿಗಳು ಅಜೈವಿಕ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ಗಾಜಿನ ಪಾಲಿಕಾರ್ಬೊನೇಟ್ ಪದರಗಳಲ್ಲಿ ತುಂಬಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್‌ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಗಾಜಿನ ಅಂಚಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಗಾಜಿನ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುವ ಬೆಳಕನ್ನು ನಂತರ ಸೌರ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪಾರದರ್ಶಕ ಸೌರ ಕಿಟಕಿಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ಗೋಡೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆ.

 

ಸೌರಶಕ್ತಿಗೆ ಬೇಕಾದ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳು

ಸೌರ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಸಿಲಿಕಾನ್, ಬೆಳ್ಳಿ, ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನಂತಹ ಪ್ರಮುಖ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಗಣಿಗಾರಿಕೆಗೆ ಬೇಡಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಪಂಚದ ಮೆಟಲರ್ಜಿಕಲ್ ದರ್ಜೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ (MGS) ನ ಸರಿಸುಮಾರು 12% ಅನ್ನು ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಗಾಗಿ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಗಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು US ಇಂಧನ ಇಲಾಖೆ ಹೇಳುತ್ತದೆ.

 

ಚೀನಾವು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಆಟಗಾರನಾಗಿದ್ದು, 2020 ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಪಂಚದ MGS ನ ಸರಿಸುಮಾರು 70% ಮತ್ತು ಅದರ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಪೂರೈಕೆಯ 77% ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

 

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಚೀನಾದಲ್ಲಿ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲಿನಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ. ಕ್ಸಿನ್‌ಜಿಯಾಂಗ್ ಹೇರಳವಾದ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಜಾಗತಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯ 45% ರಷ್ಟಿದೆ.

 

[12] ಸೌರ ಫಲಕಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಪ್ರಪಂಚದ ಬೆಳ್ಳಿಯ ಸರಿಸುಮಾರು 10% ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಬೆಳ್ಳಿ ಗಣಿಗಾರಿಕೆಯು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಮೆಕ್ಸಿಕೋ, ಚೀನಾ, ಪೆರು, ಚಿಲಿ, ಆಸ್ಟ್ರೇಲಿಯಾ, ರಷ್ಯಾ ಮತ್ತು ಪೋಲೆಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆವಿ ಮೆಟಲ್ ಮಾಲಿನ್ಯ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳೀಯ ಸಮುದಾಯಗಳ ಬಲವಂತದ ಸ್ಥಳಾಂತರದಂತಹ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

 

ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಗಣಿಗಾರಿಕೆಯು ಭೂ-ಬಳಕೆಯ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಸಹ ಒಡ್ಡುತ್ತದೆ. ಜಾಗತಿಕ ತಾಮ್ರದ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಚಿಲಿಯು 27% ನಷ್ಟು ಭಾಗವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು US ಭೂವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಮೀಕ್ಷೆಯು ಗಮನಿಸುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಪೆರು (10%), ಚೀನಾ (8%) ಮತ್ತು ಡೆಮಾಕ್ರಟಿಕ್ ರಿಪಬ್ಲಿಕ್ ಆಫ್ ಕಾಂಗೋ (8%). 2050 ರ ವೇಳೆಗೆ ಜಾಗತಿಕ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ಬಳಕೆ 100% ತಲುಪಿದರೆ, ಸೌರ ಯೋಜನೆಗಳಿಂದ ತಾಮ್ರದ ಬೇಡಿಕೆಯು ಸುಮಾರು ಮೂರು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಇಂಟರ್ನ್ಯಾಷನಲ್ ಎನರ್ಜಿ ಏಜೆನ್ಸಿ (IEA) ನಂಬುತ್ತದೆ.

[13] ತೀರ್ಮಾನ

 

ಮುಂದೊಂದು ದಿನ ಸೌರಶಕ್ತಿ ನಮ್ಮ ಮುಖ್ಯ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವಾಗುತ್ತದೆಯೇ? ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ಬೆಲೆ ಕುಸಿಯುತ್ತಿದೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತಿದೆ. ಈ ಮಧ್ಯೆ, ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಹಲವು ವಿಭಿನ್ನ ಸೌರ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮಾರ್ಗಗಳಿವೆ. ನಾವು ಯಾವಾಗ ಒಂದು ಅಥವಾ ಎರಡು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ನಿಜವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ? ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಗ್ರಿಡ್‌ಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು?

 

ವಿಶೇಷತೆಯಿಂದ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಗೆ ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯ ವಿಕಸನವು ನಮ್ಮ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಮತ್ತು ಮೀರುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ ಮತ್ತು ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್‌ಗಳಂತಹ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಸಮಗ್ರ ಸೌರ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತಿವೆ. ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯು ಇನ್ನೂ ಅನೇಕ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಗಣಿಗಾರಿಕೆಯ ಪರಿಸರ ಪ್ರಭಾವ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಅಡಚಣೆಗಳು, ಆದರೆ ಎಲ್ಲಾ ನಂತರ, ಇದು ವೇಗವಾಗಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ, ನವೀನ ಮತ್ತು ಭರವಸೆಯ ಉದ್ಯಮವಾಗಿದೆ.

 

ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಮತ್ತು ಸುಸ್ಥಿರ ಅಭ್ಯಾಸಗಳ ಸರಿಯಾದ ಸಮತೋಲನದೊಂದಿಗೆ, ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಶುದ್ಧವಾದ, ಹೆಚ್ಚು ಹೇರಳವಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಭವಿಷ್ಯಕ್ಕೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಇದು US ಶಕ್ತಿ ಮಿಶ್ರಣದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜಾಗತಿಕ ಸಮರ್ಥನೀಯ ಪರಿಹಾರವಾಗುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.