"ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණයේ ඉදිරි පිම්ම" වහ&#
වහලය මත සවි කරන මිල අධික සූර්ය පැනල වෙනුවට මුළු වහලය ම සූර්ය පැනලයක් සේ විදුලිය නිෂ්පාදනය කරන යුගයක් මෙන්ම මාසයකට වරක් බලශක්ති භාවිතය වෙනුවෙන් විදුලි බිලක් ගෙවීමට සිදු නො වන යුගයක් පිළිබඳව ඉඟි කරන හෝඩුවාවක් එක්සත් ජනපද පර්යේෂකයන් කණ්ඩායමක් ලබා දී ඇත. එනම් වහලයේ ආලේප කළ හැකි තීන්ත විශේෂයක් භාවිතයෙන් දෛනික අවශ්යතා සඳහා අවශ්ය වන බලශක්ති ඉල්ලුම සපුරාගත හැකි නව සොයාගැනීමකි.
මේ වන විට ලෝක බලශක්ති ඉල්ලුමෙන් 80% කටත් වඩා සපයනු ලබන්නේ ඛනිජ තෙල්, ගල් අඟුරු වැනි ෆොසිල ඉන්ධන දහනයෙනි. එහෙත් එමඟින් පිට වන අහිතකර වායුන් නිසා හරිතාගාර ආචරණය, ගෝලීය උණුසුම ඉහළ යැම, දේශගුණික හා කාලගුණික විපර්යාස, ස්වාභාවික ආපදා වැනි පාරිසරික අර්බුද ගණනාවකට ම මුහුණ දීමට මිනිසාට සිදු ව ඇත. එපමණක් නො ව දැනට ගණන් බලා ඇති ආකාරයට මෙලෙසින් ම ෆොසිල ඉන්ධන භාවිත කළ හොත් 21 වැනි සියවස නිමා වීමට පෙර ඛනිජ තෙල් හා ජීව වායු මිහිතලයෙන් සම්පූර්ණයෙන් ම තුරන් වී යනු ඇත.
එබැවින් අද වන විට ලෝකය පවතින්නේ බලශක්ති අර්බුදයක දොරකඩ අබියස ය. මිනිසාට බලශක්ති අර්බුදයෙන් මිදීමට නම් හෙට දවසේ දී විකල්ප ශක්ති ප්රභව සඳහා ආදේශනය වීමට සොබාදහම විසින් අත්යවශ්යයෙන් ම බල කර සිටි. එනම් මිනිසා තවදුරටත් වර්ධිත ශිෂ්ටාචාරයකට ගමන් කරනවා ද, එසේත් නැත්නම් ප්රාථමික ගල් යුගයකට ඇද වැටෙනවා ද යන්න තීරණය කරන්නේ හෙට දවසේ බලශක්ති ඉල්ලුම සපුරාගැනීමට දක්වන සමත්කම මත ය.
පෘථිවි වාසීන් වන අප ගේ මූලික ශක්ති ප්රභවය වන්නේ සූර්යයා ය. මිනිසා ගේ දෛනික ජීවිතයේ ප්රාථමික අවශ්යතා සපුරාගැනීමට සූර්ය ශක්තිය භාවිතා කළ ද උසස් තාක්ෂණික අවශ්යතා සඳහා භාවිත කිරීමට තරම් දියුණු තාක්ෂණයක් කරා ළඟා වීමට තවමත් අප සමත්කම් දක්වා නැත. මේ වන විට පවතින සූර්ය කෝෂ තාක්ෂණයේ අග්රඵලය වන සාම්ප්රදායික "සිලිකන්" සූර්ය පැනල ද මිලෙන් අධික බව, සවි කිරීමට කල්ගත වීම හා නඩත්තුව සඳහා විශේෂ පුහුණුවක් අවශ්ය වීම හේතුවෙන් සූර්ය ශක්තිය මඟින් බලශක්ති ජනනය සඳහා තවමත් සමාජයේ උද්යෝගයක් මතු ව නැත.
එසේ වුව ද පෙර සඳහන් කළ පරිදි, බලශක්ති වංශ කතාවට නව පිටුවක් එක් කරමින් විප්ලවීය සොයාගැනීමක් සිදු කිරීම සඳහා එක්සත් ජනපදයේ "Notre dame" විශ්වවිද්යාලයයේ රසායනික හා ජෛව රසායනික අංශයේ මහාචාර්ය ප්රශාන්ත් කමත් ඇතුළු පර්යේෂකයන් කණ්ඩායමක් සමත්කම් දක්වා ඇත. ඔවුන් විසින් සාම්ප්රදායික සූර්ය කෝෂ වෙනුවට, ආලෝකය ප්රකාශ ශක්තිය බවට පත් කළ හැකි, වහලය මත ආලේප කරන විශේෂ තීන්ත වර්ගයක් හඳුන්වා දෙනු ලැබ තිබේ.
මෙහි ආශ්චර්යවත් කාර්යය ඉටු කරනු ලබන්නේ "ක්වොන්ටම් ඩොට්" නමින් හඳුqන්වන අර්ධ සන්නායක නිනිති අංශු මඟිනි. නැනෝමීටර් 2-10ත් අතර වූ කුඩා අංශු ලෙස පවතින මේ විශේෂිත සංයෝගය ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඩ් (TiO2), කැඩ්මියම් සෙලනයිඩ් (CdSe) හා කැඩ්මියම් සල්ෆයිඩ් (CaS) සමඟ මිශ්ර කිරීමෙන් නිපදවයි. ජල-මද්යසාර සංයෝගයක් භාවිත කර මෙය වර්ණක සමග දිය කරගැනීමෙන් ආලේපයක් ලෙස සකස් කරගත හැකි ය.
ක්වොන්ටම් ඩොට් (Quantum dot) ලෝකයට හඳුන්වා දෙනු ලබන්නේ 1980 දශකයේ මුල් භාගයේ දී ය. එහි විද්යුත් ලක්ෂණ, හැඩය හා විශාලත්වය මත රඳා පවතින අතර එය නිපදවීමට යොදාගත් ද්රව්ය මත රඳා නො පවතී. ක්වොන්ටම් ඩොට්හි කාර්යක්ෂමතාව රඳා පවතින්නේ එය විසින් එක් ආලෝක ෆෝටෝනයකට (A photon of light) අදාළව නිකුත් කරන ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව මත ය. සාමාන්ය සූර්ය කෝෂයක් මත එක් ෆෝටෝනයක් (Photon) හෙවත් ශක්ති පොදියක් පතිත වන විට නිකුත් වන්නේ එක් ඉලෙක්ට්රෝනයක් පමණක් වන අතර ක්වොන්ටම් ඩොට් නිනිති අංශු මඟින් එක් ෆෝටෝනයක් පතිත විමේ දී ඉලෙක්ට්රෝන දෙකක් හෝ කිහිපයක් නිකුත් කරයි. එබැවින් ක්වොන්ටම් ඩොට් භාවිතයෙන් සූර්ය ශක්ති පරිවර්තනයේ කාර්යක්ෂමතාව කිහිප ගුණයකින් ඉහළ නැංවීමට හැකි වෙතැයි පර්යේෂකයෝ විශ්වාස කරති.
මේ තීන්ත ආලේපනය සඳහා විශේෂිත උපකරණ කිසිවක් අවශ්ය නො වන අතර සාමාන්ය තීන්ත බුරුසුවක් භාවිතයෙන් ආලේපනය සිදු කළ හැකි ය. මෙය ඕනෑ ම සන්නායක පෘෂ්ඨයක් මත ආලේප කර මිනිත්තු කිහිපයකට පසු සූර්ය පැනලයක් මෙන් විදුලිය නිපදවීමට සමත්කම් දක්වයි. මෙහි ඇති සුවිශේෂීතම වාසි නම් භාවිතයට ඇති පහසුව හා ලාභදායී ව විශාල වශයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීමට ඇති හැකියාව ය.
මහාචාර්ය කමත් පවසන පරිදි මෙය තවමත් ළදරු අවධියේ පවතින තාක්ෂණයකි. සාමාන්ය සූර්ය පැනලයක් මඟින් එය මත පතිත වන ශක්තියෙන් 10-15%ත් අතර ප්රමාණයක් විදුලිය බවට පරිවර්තනය කරයි. එහෙත් මේ සුවිශේෂී තීන්ත වර්ගයට හැකියාව ඇත්තේ ආලෝකයෙන් 1-2%ත් අතර සුළු ප්රමාණයක් පමණක් විදුලිය බවට පරිවර්තනය කිරීමට ය. විද්යාඥයන් විශ්වාස කරන ආකාරයට නම් මෙහි කාර්යක්ෂමතාව 34% දක්වා වර්ධනය කළ හැකි ය.
මේ විප්ලවීය සොයාගැනීම තවදුරටත් වර්ධනය කළ යුතු හා වර්ධනය කළ හැකි නිෂ්පාදනයක් බැවින් ඒ සඳහා පර්යේෂකයෝ තවදුරටත් පර්යේෂණ කරමින් සිටිති. එබැවින් තවමත් වෙළෙඳපොළට නිකුත් කර නොමැති මේ විදුලිය නිපදවන තීන්ත විශේෂය ඉදිරි වසර 2-5ත් අතර කාලය තුළ වෙළෙඳ පොළ අතික්රමණය කරනු ඇතැයි පර්යේෂකයෝ විශ්වාස කරති. එවිට අවලස්සන විදුලි රැහැන් පද්ධති වෙනුවට ආකර්ෂණීය වර්ණයකින් හෙබි වහලක් මඟින් නිවසේ දෛනික විදුලි අවශ්යතා සපුරනු ඇත.
ජීවන චන්ද්රලාල්
ආචාර්ය මෙත්තිකා විතානගේ
මූලික අධ්යයන ආයතනය
මහනුවර
from vidusara
මේ වන විට ලෝක බලශක්ති ඉල්ලුමෙන් 80% කටත් වඩා සපයනු ලබන්නේ ඛනිජ තෙල්, ගල් අඟුරු වැනි ෆොසිල ඉන්ධන දහනයෙනි. එහෙත් එමඟින් පිට වන අහිතකර වායුන් නිසා හරිතාගාර ආචරණය, ගෝලීය උණුසුම ඉහළ යැම, දේශගුණික හා කාලගුණික විපර්යාස, ස්වාභාවික ආපදා වැනි පාරිසරික අර්බුද ගණනාවකට ම මුහුණ දීමට මිනිසාට සිදු ව ඇත. එපමණක් නො ව දැනට ගණන් බලා ඇති ආකාරයට මෙලෙසින් ම ෆොසිල ඉන්ධන භාවිත කළ හොත් 21 වැනි සියවස නිමා වීමට පෙර ඛනිජ තෙල් හා ජීව වායු මිහිතලයෙන් සම්පූර්ණයෙන් ම තුරන් වී යනු ඇත.
එබැවින් අද වන විට ලෝකය පවතින්නේ බලශක්ති අර්බුදයක දොරකඩ අබියස ය. මිනිසාට බලශක්ති අර්බුදයෙන් මිදීමට නම් හෙට දවසේ දී විකල්ප ශක්ති ප්රභව සඳහා ආදේශනය වීමට සොබාදහම විසින් අත්යවශ්යයෙන් ම බල කර සිටි. එනම් මිනිසා තවදුරටත් වර්ධිත ශිෂ්ටාචාරයකට ගමන් කරනවා ද, එසේත් නැත්නම් ප්රාථමික ගල් යුගයකට ඇද වැටෙනවා ද යන්න තීරණය කරන්නේ හෙට දවසේ බලශක්ති ඉල්ලුම සපුරාගැනීමට දක්වන සමත්කම මත ය.
පෘථිවි වාසීන් වන අප ගේ මූලික ශක්ති ප්රභවය වන්නේ සූර්යයා ය. මිනිසා ගේ දෛනික ජීවිතයේ ප්රාථමික අවශ්යතා සපුරාගැනීමට සූර්ය ශක්තිය භාවිතා කළ ද උසස් තාක්ෂණික අවශ්යතා සඳහා භාවිත කිරීමට තරම් දියුණු තාක්ෂණයක් කරා ළඟා වීමට තවමත් අප සමත්කම් දක්වා නැත. මේ වන විට පවතින සූර්ය කෝෂ තාක්ෂණයේ අග්රඵලය වන සාම්ප්රදායික "සිලිකන්" සූර්ය පැනල ද මිලෙන් අධික බව, සවි කිරීමට කල්ගත වීම හා නඩත්තුව සඳහා විශේෂ පුහුණුවක් අවශ්ය වීම හේතුවෙන් සූර්ය ශක්තිය මඟින් බලශක්ති ජනනය සඳහා තවමත් සමාජයේ උද්යෝගයක් මතු ව නැත.
එසේ වුව ද පෙර සඳහන් කළ පරිදි, බලශක්ති වංශ කතාවට නව පිටුවක් එක් කරමින් විප්ලවීය සොයාගැනීමක් සිදු කිරීම සඳහා එක්සත් ජනපදයේ "Notre dame" විශ්වවිද්යාලයයේ රසායනික හා ජෛව රසායනික අංශයේ මහාචාර්ය ප්රශාන්ත් කමත් ඇතුළු පර්යේෂකයන් කණ්ඩායමක් සමත්කම් දක්වා ඇත. ඔවුන් විසින් සාම්ප්රදායික සූර්ය කෝෂ වෙනුවට, ආලෝකය ප්රකාශ ශක්තිය බවට පත් කළ හැකි, වහලය මත ආලේප කරන විශේෂ තීන්ත වර්ගයක් හඳුන්වා දෙනු ලැබ තිබේ.
ක්වොන්ටම් ඩොට් (Quantum dot) ලෝකයට හඳුන්වා දෙනු ලබන්නේ 1980 දශකයේ මුල් භාගයේ දී ය. එහි විද්යුත් ලක්ෂණ, හැඩය හා විශාලත්වය මත රඳා පවතින අතර එය නිපදවීමට යොදාගත් ද්රව්ය මත රඳා නො පවතී. ක්වොන්ටම් ඩොට්හි කාර්යක්ෂමතාව රඳා පවතින්නේ එය විසින් එක් ආලෝක ෆෝටෝනයකට (A photon of light) අදාළව නිකුත් කරන ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව මත ය. සාමාන්ය සූර්ය කෝෂයක් මත එක් ෆෝටෝනයක් (Photon) හෙවත් ශක්ති පොදියක් පතිත වන විට නිකුත් වන්නේ එක් ඉලෙක්ට්රෝනයක් පමණක් වන අතර ක්වොන්ටම් ඩොට් නිනිති අංශු මඟින් එක් ෆෝටෝනයක් පතිත විමේ දී ඉලෙක්ට්රෝන දෙකක් හෝ කිහිපයක් නිකුත් කරයි. එබැවින් ක්වොන්ටම් ඩොට් භාවිතයෙන් සූර්ය ශක්ති පරිවර්තනයේ කාර්යක්ෂමතාව කිහිප ගුණයකින් ඉහළ නැංවීමට හැකි වෙතැයි පර්යේෂකයෝ විශ්වාස කරති.
මේ තීන්ත ආලේපනය සඳහා විශේෂිත උපකරණ කිසිවක් අවශ්ය නො වන අතර සාමාන්ය තීන්ත බුරුසුවක් භාවිතයෙන් ආලේපනය සිදු කළ හැකි ය. මෙය ඕනෑ ම සන්නායක පෘෂ්ඨයක් මත ආලේප කර මිනිත්තු කිහිපයකට පසු සූර්ය පැනලයක් මෙන් විදුලිය නිපදවීමට සමත්කම් දක්වයි. මෙහි ඇති සුවිශේෂීතම වාසි නම් භාවිතයට ඇති පහසුව හා ලාභදායී ව විශාල වශයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීමට ඇති හැකියාව ය.
මහාචාර්ය කමත් පවසන පරිදි මෙය තවමත් ළදරු අවධියේ පවතින තාක්ෂණයකි. සාමාන්ය සූර්ය පැනලයක් මඟින් එය මත පතිත වන ශක්තියෙන් 10-15%ත් අතර ප්රමාණයක් විදුලිය බවට පරිවර්තනය කරයි. එහෙත් මේ සුවිශේෂී තීන්ත වර්ගයට හැකියාව ඇත්තේ ආලෝකයෙන් 1-2%ත් අතර සුළු ප්රමාණයක් පමණක් විදුලිය බවට පරිවර්තනය කිරීමට ය. විද්යාඥයන් විශ්වාස කරන ආකාරයට නම් මෙහි කාර්යක්ෂමතාව 34% දක්වා වර්ධනය කළ හැකි ය.
මේ විප්ලවීය සොයාගැනීම තවදුරටත් වර්ධනය කළ යුතු හා වර්ධනය කළ හැකි නිෂ්පාදනයක් බැවින් ඒ සඳහා පර්යේෂකයෝ තවදුරටත් පර්යේෂණ කරමින් සිටිති. එබැවින් තවමත් වෙළෙඳපොළට නිකුත් කර නොමැති මේ විදුලිය නිපදවන තීන්ත විශේෂය ඉදිරි වසර 2-5ත් අතර කාලය තුළ වෙළෙඳ පොළ අතික්රමණය කරනු ඇතැයි පර්යේෂකයෝ විශ්වාස කරති. එවිට අවලස්සන විදුලි රැහැන් පද්ධති වෙනුවට ආකර්ෂණීය වර්ණයකින් හෙබි වහලක් මඟින් නිවසේ දෛනික විදුලි අවශ්යතා සපුරනු ඇත.
ජීවන චන්ද්රලාල්
ආචාර්ය මෙත්තිකා විතානගේ
මූලික අධ්යයන ආයතනය
මහනුවර
from vidusara
