Introduction
आजकल, जब हम पर्यावरण के प्रति जागरूकता बढ़ाते हैं, ऊर्जा के नवीकरणीय स्रोतों की खोज और उपयोग की दिशा में प्रयास भी तेज हो गए हैं। इसी संदर्भ में, Perovskite Solar Cells एक ऐसा अनोखा समाधान हैं, जो पारंपरिक Silicon-based Solar Cells के मुकाबले न केवल लचीले होते हैं, बल्कि ये अधिक टिकाऊ भी हैं। Karlsruhe Institute of Technology (KIT) के शोधकर्ताओं ने एक अंतरराष्ट्रीय टीम के साथ मिलकर कुछ ही हफ्तों में नए Organic Molecules खोज निकाले हैं, जो Perovskite Solar Cells की दक्षता में सुधार करते हैं। यह कहानी न केवल वैज्ञानिक अनुसंधान की एक नई दिशा को उजागर करती है, बल्कि Artificial Intelligence (AI) के उपयोग का एक बेहतरीन उदाहरण भी प्रस्तुत करती है।
Full Article
Perovskite Solar Cells की दक्षता बढ़ाने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक लाख से अधिक विभिन्न Molecules का परीक्षण करने की आवश्यकता का सामना किया। लेकिन KIT के Tenure-track Professor Pascal Friederich और Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg (HI ERN) के Professor Christoph Brabec के नेतृत्व में एक नई रणनीति अपनाई गई। "150 लक्षित प्रयोगों के माध्यम से, हमने एक महत्वपूर्ण सफलता प्राप्त की, जो अन्यथा लाखों परीक्षणों की आवश्यकता होती," Brabec ने कहा।
शोधकर्ताओं ने HI ERN में एक डेटाबेस से लगभग एक मिलियन वर्चुअल Molecules का चयन किया। इनमें से 13,000 Molecules को यादृच्छिक रूप से चुना गया। KIT के शोधकर्ताओं ने क्वांटम मैकेनिकल विधियों का उपयोग करके इनकी ऊर्जा स्तर, पॉलैरिटी, ज्यामिति और अन्य गुणों का निर्धारण किया।
AI Training with Just 101 Molecules
13,000 Molecules में से, वैज्ञानिकों ने 101 Molecules का चयन किया, जिनमें गुणों में सबसे अधिक भिन्नता थी। इन Molecules को HI ERN में रोबोटिक सिस्टम के माध्यम से संश्लेषित किया गया और फिर इनसे समान Solar Cells बनाए गए। "हमें उच्च स्वचालित संश्लेषण प्लेटफ़ॉर्म के माध्यम से वास्तव में तुलनात्मक नमूने बनाने की क्षमता प्राप्त हुई, जिससे हम दक्षता मानों को निर्धारित कर सके," Brabec ने कहा।
KIT के शोधकर्ताओं ने इन प्राप्त दक्षताओं और संबंधित Molecules के गुणों का उपयोग करके एक AI मॉडल को प्रशिक्षित किया। इसने 48 अन्य Molecules के संश्लेषण का सुझाव दिया, जो उच्च अपेक्षित दक्षता और अप्रत्याशित गुणों पर आधारित थे। "जब मशीन लर्निंग मॉडल भविष्यवाणी की दक्षता के बारे में अनिश्चित होता है, तो उस Molecule को संश्लेषित करना और उस पर नज़र रखना फायदेमंद होता है," Friederich ने कहा।
AI द्वारा सुझाए गए Molecules का उपयोग करके, यह वास्तव में उच्च दक्षता वाली Solar Cells बनाने में सफल रहे, जिनमें से कुछ मौजूदा सबसे उन्नत सामग्रियों की क्षमताओं को भी पार कर गए। "हम निश्चित नहीं हो सकते कि क्या हमने वास्तव में एक मिलियन Molecules में से सबसे अच्छे को खोजा है, लेकिन हम निश्चित रूप से सर्वोत्तम के करीब हैं," Friederich ने कहा।
AI और Chemical Intuition का मुकाबला
शोधकर्ताओं ने AI का उपयोग किया, जो वर्चुअल Molecules के गुणों के आधार पर सुझाव देता है। उन्होंने पाया कि AI के सुझाव कुछ रासायनिक समूहों, जैसे कि Amines, की उपस्थिति पर आधारित थे, जिन्हें रसायनविदों ने पहले अनदेखा किया था।
Brabec और Friederich का मानना है कि उनकी रणनीति सामग्रियों के विज्ञान में अन्य अनुप्रयोगों के लिए आशाजनक है या इसे संपूर्ण घटकों के अनुकूलन के लिए विस्तारित किया जा सकता है।
यह शोध, FAU Erlangen-Nürnberg, दक्षिण कोरिया के Ulsan National Institute of Science और चीन की Xiamen University और University of Electronic Science and Technology के वैज्ञानिकों के सहयोग से किया गया था, और हाल ही में जर्नल Science में प्रकाशित किया गया।
Conclusion
Perovskite Solar Cells के क्षेत्र में यह नई खोज न केवल तकनीकी विकास का प्रतीक है, बल्कि यह पर्यावरण की दृष्टि से भी एक महत्वपूर्ण कदम है। AI के द्वारा Molecules की पहचान और दक्षता में सुधार के माध्यम से, ऊर्जा के नवीकरणीय स्रोतों की खोज में एक नई दिशा मिली है। भविष्य में, इस तरह के अनुसंधान हमें और भी उन्नत और टिकाऊ ऊर्जा समाधान प्रदान कर सकते हैं, जो हमारे ग्रह के लिए फायदेमंद होंगे।
FAQs Section
1. Perovskite Solar Cells क्या होते हैं?
Perovskite Solar Cells एक प्रकार के सौर पैनल होते हैं जो Perovskite संरचना की सामग्री का उपयोग करते हैं। ये पारंपरिक Silicon-based Solar Cells के मुकाबले अधिक लचीले और टिकाऊ होते हैं।
2. AI का उपयोग Perovskite Solar Cells के लिए कैसे किया गया?
AI का उपयोग Molecules की पहचान और दक्षता बढ़ाने के लिए किया गया था। शोधकर्ताओं ने एक AI मॉडल को प्रशिक्षित किया, जिसने उच्च दक्षता वाले Molecules के सुझाव दिए।
3. शोधकर्ताओं ने कितने Molecules का परीक्षण किया?
शोधकर्ताओं ने 13,000 Molecules का चयन किया और उनमें से 101 Molecules का संश्लेषण किया।
4. AI के सुझाव किस आधार पर दिए गए थे?
AI के सुझाव उच्च अपेक्षित दक्षता और अप्रत्याशित गुणों पर आधारित थे। जब AI भविष्यवाणी की दक्षता के बारे में अनिश्चित था, तो वह Molecule को संश्लेषित करने का सुझाव देता था।
5. इस शोध के परिणामों का भविष्य में क्या महत्व है?
इस शोध के परिणामों से न केवल Solar Cells की दक्षता में सुधार होगा, बल्कि यह अन्य ऊर्जा सामग्रियों के विकास में भी सहायक होगा। इससे नवीकरणीय ऊर्जा के स्रोतों की खोज में तेजी आएगी।
Tags
Perovskite Solar Cells, AI, Renewable Energy, Karlsruhe Institute of Technology, Efficiency Improvement, Materials Science, Sustainability.
