تاریخ کے طاقتور ترین سولر پینل کی آمد نے خود ماہرین کو بھی حیران کر دیا ہے، اس قدر، کہ توقع کی جا رہی ہے کہ وہ وقت دور نہیں، جب ہم بجلی بلکل مفت حاصل کرنے کے قابل بن جائیں گے۔۔
ان کے نتائج، جو شمسی توانائی کی صنعت میں انقلاب برپا کر سکتے ہیں، حال ہی میں سائنس ایڈوانسز جریدے میں شائع ہوئے۔ یہ دریافت کلین انرجی کی پیداوار کی جانب ایک تاریخی سنگِ میل کی نمائندگی کرتی ہے، جس میں خصوصی طور پر eolic کے علاوہ دیگر ذرائع ہیں، جسے ہم قابل تجدید تنوع کہتے ہیں۔
مارٹن لوتھر یونیورسٹی (MLU) ہالے وِٹنبرگ کے محققین نے شمسی خلیوں کی کارکردگی کو 1,000 کے عنصر سے بڑھانے کا ایک نیا طریقہ دریافت کیا ہے۔ سائنسدانوں کی ٹیم نے یہ کامیابی بیریم ٹائٹینیٹ، سٹرونٹیئم ٹائیٹینیٹ اور کیلشیم ٹائیٹینیٹ کی کرسٹل لائنز بنا کر حاصل کی، جو باری باری ایک دوسرے کے اوپر جالی کے ڈھانچے میں رکھی گئی تھیں۔
ایم ایل یو کی ریسرچ ٹیم کی دریافت نے پہلے ہی صنعت کے سرکردہ سائنسدانوں کی توجہ مبذول کر لی ہے۔ ای ٹی ایچ زیورخ کے پروفیسر ڈاکٹر جینیفر روپ، جو اس مطالعے میں شامل نہیں تھیں، اس پیش رفت پر بہت حیران تھیں۔ انہوں نے نتائج کی اہمیت پر تبصرہ کرتے ہوئے کہا ”یہ ایک بہت ہی دلچسپ دریافت ہے، جو زیادہ موثر شمسی خلیوں کی نشوونما پر اہم اثر ڈال سکتی ہے۔ حقیقت یہ ہے کہ نیا مواد روایتی سلیکان پر مبنی سولر پینلز کے مقابلے میں زیادہ پائیدار اور پیدا کرنے میں آسان ہے، یہ بات اسے اور بھی امید افزا بناتی ہے۔“
وہ مواد جو پہلے ہی صنعت میں انقلاب برپا کر چکا ہے، وہ مختلف قسم کے ٹائٹینیٹ، سٹرونٹیئم اور کیلشیم کی کرسٹل پرتوں سے بنا ہوا ہے جو ایک جالی کے ڈھانچے میں ترتیب دیا گیا ہے۔ یہ اتنی بڑی چیز ہے کہ اس نے اپنے موجدوں کو بھی حیران کر دیا ہے۔ یہ سلیکان کو چھوڑ دیتا ہے، جو سولر پینلز میں استعمال ہونے والا ایک عام اور غیر موثر مواد ہے۔
سائنسدانوں نے خود دعویٰ کیا کہ جب انہوں نے دیکھا کہ کرنٹ کا بہاؤ ہزار گنا زیادہ مضبوط ہے۔ اس کے موجدوں کا دعویٰ ہے کہ اس دریافت نے اس سے وابستہ تمام توقعات سے کہیں زیادہ بہتر کارکردگی دکھائی ہے۔
مارٹن لوتھر یونیورسٹی سے وابستہ ڈاکٹر آکاش بھٹناگر کہتے ہیں ”ہم ابھی تک یہ سمجھنے کی کوشش کر رہے ہیں کہ مختلف مواد اس طرح کے مضبوط فوٹوولٹک اثر پیدا کرنے کے لیے کیسے آپس میں تعامل کرتے ہیں۔ ہم یہ بھی دیکھنا چاہتے ہیں کہ کیا ہم مواد کی ساخت یا ساخت کو تبدیل کرکے اس کی کارکردگی کو مزید بڑھا سکتے ہیں۔“
نیا مواد فیرو الیکٹرک مواد پر مبنی ہے، جس میں غیر موثر پی این جنکشن کی ضرورت کے بغیر روشنی سے بجلی پیدا کرنے کی صلاحیت ہے۔ مؤخر الذکر ایک میٹالرجیکل میکانزم ہے، جو روایتی سولر پینل بنانے کے لیے درکار دو سلیکان کرسٹل کو جوڑتا ہے۔
واضح رہے کہ اس وقت استعمال ہونے والے سولر سیل زیادہ تر سلکان پر مبنی ہیں، لیکن ان کی کارکردگی محدود ہے۔ اس نے محققین کو نئے مواد، جیسے فیرو الیکٹرک جیسے بیریئم ٹائٹینیٹ، جو بیریم اور ٹائٹینیم سے بنا ملا ہوا آکسائیڈ تلاش کرنے کا باعث بنا ہے۔ فیرو الیکٹرک مواد نے مثبت اور منفی چارجز کو مقامی طور پر الگ کیا ہے، جو ایک غیر متناسب ڈھانچہ کی طرف لے جاتا ہے جو روشنی سے بجلی پیدا کرتا ہے۔ سلیکون کے برعکس، فیرو الیکٹرک کرسٹل کو فوٹو وولٹک اثر پیدا کرنے کے لیے پی این جنکشن کی ضرورت نہیں ہوتی، جس سے سولر پینلز تیار کرنا آسان ہو جاتا ہے۔
تاہم، خالص بیریم ٹائٹینیٹ زیادہ سورج کی روشنی کو جذب نہیں کرتا، جس کے نتیجے میں ایک نسبتاً کم فوٹوکورنٹ ہوتا ہے۔ نئی تحقیق سے معلوم ہوا ہے کہ مختلف مواد کی انتہائی پتلی تہوں کو ملانے سے شمسی توانائی کی پیداوار میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔
پی ایچ ڈی کے طالب علم اور مطالعہ کے مرکزی مصنف، یسیول یون، ٹیم کے نتائج کے ممکنہ اثرات کے بارے میں پرجوش ہیں۔ انہوں نے نوٹ کیا کہ تخلیق کے عمل میں ایک اعلیٰ طاقت کا لیزر استعمال کیا جاتا ہے، جو ٹائٹینیٹ کرسٹل کو بخارات بناتا ہے۔ ہر کرسٹل کو ذیلی ذخیروں پر جمع کیا جاتا ہے جو کارکردگی میں بنیادی اضافے کے لیے ذمہ دار جالی ڈھانچہ بناتے ہیں۔
یون نے کہا، ”ہماری دریافت نے زیادہ موثر شمسی خلیات تیار کرنے کا ایک نیا راستہ کھولا ہے۔ مختلف مواد کو ایک مخصوص طریقے سے ملا کر، ہم ایک ایسا مواد بنا سکتے ہیں جو روایتی سلکان پر مبنی سولر پینلز سے کہیں زیادہ بجلی پیدا کرتا ہے۔ یہ شمسی صنعت میں انقلاب برپا کر سکتا ہے اور ہمیں زیادہ پائیدار مستقبل کی طرف منتقل کرنے میں مدد کر سکتا ہے۔“
ڈاکٹر بھٹناگر بتاتے ہیں کہ اس ڈھانچے میں فیرو الیکٹرک اور پیرا الیکٹرک مواد کا امتزاج الیکٹرانوں کے لیے روشنی کے فوٹون کے جوش کے ذریعے بہنا آسان بناتا ہے۔ جب یہ برقی میدان کا نشانہ بنتے ہیں تو یہ پولرائز ہوتے ہیں۔ یہ کارکردگی میں اس طرح کے بنیادی اضافے کی کلید ہے۔
اس نئی ترقی کے شمسی صنعت کے لیے دور رس اثرات ہیں۔ اس نئے مواد سے بنائے گئے سولر پینل نمایاں طور پر زیادہ کارآمد ہوں گے۔ یہ سلیکون استعمال کرنے والے پینلز کے مقابلے میں زیادہ پائیدار اور سستا بھی ہے۔ تو کیا وہ وقت آ سکتا ہے جب بجلی مفت ہوگی؟
مزید برآں، ایک خصوصیت جو انہیں شہری استعمال کے لیے مثالی بناتی ہے، وہ محدود جگہ میں اس کی تنصیب ہے۔ انہیں اتنی ہی مقدار میں بجلی پیدا کرنے کے لیے کم جگہ درکار ہوگی، جس سے وہ شہری علاقوں میں استعمال کے لیے مثالی ہوں گے جہاں جگہ محدود ہے۔
یہ تقریباً 200 نینو میٹر موٹا ہے اور 500 تہوں پر مشتمل ہے۔ یون کی ٹیم بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے ایک نئے شمسی سیل کے مواد کے پہلے عملی استعمال پر کام کر رہی ہے۔
شمسی توانائی قابل تجدید توانائی کے سب سے تیزی سے بڑھتے ہوئے ذرائع میں سے ایک ہے، اور آنے والے سالوں میں شمسی توانائی کے پینلز کی مانگ میں ڈرامائی طور پر اضافہ متوقع ہے۔ بین الاقوامی توانائی ایجنسی کے مطابق، شمسی توانائی 2050 تک بجلی کا سب سے بڑا ذریعہ بننے والی ہے، جو عالمی بجلی کی پیداوار کا تقریباً ایک تہائی حصہ بنتی ہے۔ تاہم، اگر یہ حقیقت بننا ہے تو موجودہ سولر پینلز کی کارکردگی کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔
ایم ایل یو ریسرچ ٹیم کی دریافت اس منتقلی میں کلیدی کردار ادا کر سکتی ہے۔ فیرو الیکٹرک کرسٹل کے فوٹو وولٹک اثر کو بڑھا کر، نیا مواد شمسی پینل کی کارکردگی میں نمایاں اضافہ کر سکتا ہے۔ یہ نہ صرف شمسی توانائی کی لاگت کو کم کرنے کے قابل ہوگا بلکہ فوسل ایندھن پر ہمارا انحصار کم کرے گا اور موسمیاتی تبدیلیوں سے نمٹنے میں مدد کرے گا۔
دنیا کو فوری طور پر ماحولیاتی چیلنجوں کا سامنا ہے، صاف توانائی کی ٹیکنالوجیز میں سرمایہ کاری کرنا پہلے سے کہیں زیادہ اہم ہے جو ہمیں زیادہ پائیدار مستقبل کی طرف منتقل کرنے میں مدد کر سکتی ہیں۔ سورج کی طاقت کو بروئے کار لا کر، ہم اپنے کاربن فوٹ پرنٹ کو کم کر سکتے ہیں اور آنے والی نسلوں کے لیے ایک زیادہ خوشحال اور مساوی دنیا بنا سکتے ہیں۔
اگر یہ سولر پینل پیداواری مرحلے تک پہنچ جاتا ہے تو یہ ایک ایسا دروازہ کھول دے گا جو بجلی کے شعبے میں سب کچھ بدل سکتا ہے۔ اس مواد میں دلچسپی رکھنے والی متعدد جماعتیں پہلے ہی موجود ہیں اور پیشین گوئیاں بہترین ہیں۔ یہ سیاق و سباق اس بات کا ثبوت ہے کہ صنعت اب بھی پائیدار منصوبوں کے لیے پرعزم ہے جو سرگرمی اور روزگار پیدا کرتے ہیں، ہمیں سب سے زیادہ اسی کی ضرورت ہے۔
اس رپورٹ کی تیاری میں سائنس ایڈوانسز، انٹلیجنٹ لوِنگ اور ایکو نیوز میں شائع مضامین سے مدد لی گئی۔ ترجمہ و ترتیب: امر گل
