সেলেনিয়াম/সিলিকন মনোলিথিক স্ট্যাকড সৌর কোষ: প্রথম প্রদর্শন ও বিশ্লেষণ

১. ভূমিকা ও সংক্ষিপ্ত বিবরণ

সিলিকন-ভিত্তিক ফটোভোলটাইক বাজারকে প্রাধান্য দিচ্ছে, কিন্তু এর সিঙ্গল-জাংশন দক্ষতা তাত্ত্বিক সীমার (প্রায় 26.8%) কাছাকাছি পৌঁছেছে। ট্যান্ডেম সৌর কোষ, অর্থাৎ একটি সিলিকন বটম কোষের উপরে একটি ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ টপ কোষ স্ট্যাক করা, 30%-এর বেশি দক্ষতা অর্জনের জন্য একটি স্পষ্ট পথ প্রদান করে। এই গবেষণা প্রথমবারের মতো সেলেনিয়াম (Se) টপ কোষ এবং সিলিকন (Si) বটম কোষেরMonolithic Integrationসেলেনিয়ামের প্রায় 1.8-2.0 eV সরাসরি ব্যান্ডগ্যাপ, উচ্চ শোষণ সহগ এবং সরল উপাদানগত গঠন রয়েছে, যা এটিকে একটি সম্ভাবনাময় কিন্তু ঐতিহাসিকভাবে স্থবির প্রার্থী উপাদান করে তোলে, এবং বর্তমানে ট্যান্ডেম অ্যাপ্লিকেশনের কারণে এটি পুনরুজ্জীবিত হয়েছে।

২. ডিভাইস কাঠামো ও প্রস্তুতি

2.1 একক-চিপ স্ট্যাক কাঠামো

ডিভাইসটি মনোলিথিক পদ্ধতিতে প্রস্তুত করা হয়েছে, যার অর্থ টপ সেল এবং বটম সেল একটি টানেল জংশন বা রিকম্বিনেশন লেয়ারের মাধ্যমে সিরিজে সংযুক্ত। নিচ থেকে উপরের সাধারণ স্তর স্ট্যাক কাঠামো হল:

• বটম সেল: n-টাইপ স্ফটিক সিলিকন (c-Si) সাবস্ট্রেট, ডোপড পলিসিলিকন (n+ এবং p+) ক্যারিয়ার নির্বাচনী যোগাযোগ সহ, শীর্ষে ITO দ্বারা আবৃত।
• ইন্টারকানেক্ট/টানেল জংশন: কম রেজিস্ট্যান্স, অপটিক্যালি স্বচ্ছ ক্যারিয়ার পুনর্মিলন অর্জনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
• শীর্ষ কোষ: p-টাইপ পলিক্রিস্টালাইন সেলেনিয়াম (poly-Se) শোষণ স্তর।
• বাহক নির্বাচনী যোগাযোগ: ইলেকট্রন নির্বাচনী স্তর (ZnMgO বা TiO₂) এবং গর্ত নির্বাচনী স্তর (MoO_x)।
• সামনের ইলেক্ট্রোড: ITO এবং কারেন্ট কালেকশনের জন্য Au গ্রিড লাইন।

2.2 উপাদান নির্বাচন ও প্রক্রিয়া

সেলেনিয়ামের নিম্ন গলনাঙ্ক (220°C) এটিকে অন্তর্নিহিত সিলিকন সেলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নিম্ন-তাপমাত্রা প্রক্রিয়া ব্যবহার করতে সক্ষম করে। বাহক নির্বাচনী যোগাযোগের পছন্দ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রাথমিক ডিভাইসে ZnMgO ব্যবহৃত হয়েছিল, কিন্তু পরবর্তী সিমুলেশন দেখায় যে TiO₂ইলেকট্রন পরিবহন বাধা হ্রাস করার ক্ষেত্রে বেশি কার্যকর।

3. কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণ ও ফলাফল

3.1 প্রাথমিক ডিভাইস কর্মক্ষমতা

প্রথম সেলেনিয়াম/সিলিকন মনোলিথিক ট্যান্ডেম সেলটি সানস-ওসি (suns-oc) পরিমাপের মাধ্যমে প্রদর্শন করেছেV_ocপরিমাপ, যা দেখিয়েছে1.68 Vএর ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ (V_oc)। এই উচ্চV_ocউপাদানের ভালো গুণমান এবং ব্যান্ডগ্যাপের কার্যকর মিলনের একটি শক্তিশালী সূচক, কারণ এটি দুটি পৃথক সেলের ভোল্টেজের যোগফলের কাছাকাছি।

3.2 ক্যারিয়ার নির্বাচনী যোগাযোগ অপ্টিমাইজেশন

প্রাথমিক ZnMgO ইলেকট্রনিক কন্ট্যাক্টকে TiO দ্বারা প্রতিস্থাপন করা হয়েছে₂এর পরে, পাওয়ার আউটপুট10 গুণ বৃদ্ধি পেয়েছেএই উল্লেখযোগ্য উন্নতি স্তরযুক্ত কোষগুলিতে ইন্টারফেস ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকাকে তুলে ধরে, যেখানে সামান্য শক্তি বাধা গুরুতর কারেন্ট বাধার কারণ হতে পারে।

3.3 মূল কর্মক্ষমতা সূচক

• ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ (V_oc): 1.68 V (suns-V_ocপরিমাপ)।
• সিউডো ফিল ফ্যাক্টর (pFF): >80%。这个高值源自与注入水平相关的V_ocপরিমাপে দেখা গেছে যে, প্রধান ক্ষতি হলোপরজীবী সিরিজ রেজিস্ট্যান্স, এবং শোষণ স্তরের অন্তর্নিহিত পুনর্মিলন ক্ষতি নয়।
• দক্ষতা সীমাবদ্ধকারী কারণ: শনাক্তকৃত পরিবহন বাধার কারণে, ফিল ফ্যাক্টর (FF) এবং কারেন্ট ডেনসিটি (J_sc) কম।

4. প্রযুক্তিগত অন্তর্দৃষ্টি ও চ্যালেঞ্জ

4.1 ট্রান্সমিশন বাধা ও ক্ষয় প্রক্রিয়া

মূল চ্যালেঞ্জটি হলো ভিন্নধর্মী ইন্টারফেসের মধ্যকার অ-আদর্শ চার্জ বাহক পরিবহন। SCAPS-1D সিমুলেশন প্রকাশ করে যে ইলেকট্রন নির্বাচনী সংস্পর্শে (ZnMgO/Se ইন্টারফেস) একটি উল্লেখযোগ্য শক্তি বাধা বিদ্যমান, যা ইলেকট্রন আহরণে বাধা সৃষ্টি করে। এটি উচ্চ সিরিজ রেজিস্ট্যান্স হিসেবে প্রকাশ পায়, যা FF এবংJ_sc。

4.2 সিমুলেশন-নির্দেশিত ডিজাইন (SCAPS-1D)

স্ট্যান্ডার্ড সৌর কোষ ক্যাপাসিট্যান্স সিমুলেটর SCAPS-1D ডায়াগনস্টিক সমস্যাগুলি সমাধানে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে। ব্যান্ড ডায়াগ্রাম সিমুলেশনের মাধ্যমে, গবেষকরা পরিবহন বাধার সঠিক অবস্থান এবং উচ্চতা সুনির্দিষ্টভাবে চিহ্নিত করতে পেরেছেন, যা লক্ষ্যযুক্তভাবে TiO₂দিয়ে ZnMgO প্রতিস্থাপনের পথ দেখিয়েছে, কারণ TiO₂এর সাথে Se-এর পরিবাহী ব্যান্ড অ্যালাইনমেন্ট বেশি অনুকূল।

5. মূল বিশ্লেষণ অন্তর্দৃষ্টি: চার-ধাপ বিশ্লেষণ পদ্ধতি

মূল অন্তর্দৃষ্টি: এই নিবন্ধটি একটি উচ্চ-দক্ষতা চ্যাম্পিয়ন ডিভাইস সম্পর্কে নয়, বরং এটি একটি পাঠডায়াগনস্টিক ইঞ্জিনিয়ারিংএর একটি সেরা কোর্স। লেখক একটি উদীয়মান, উচ্চ সম্ভাবনাময় উপাদান ব্যবস্থা (Se/Si) গ্রহণ করেছেন এবং পরিমাপবিদ্যা ও সিমুলেশন পদ্ধতিকে দক্ষতার সাথে একত্রিত করে, এর Achilles' heel - ইন্টারফেস ট্রান্সপোর্ট - সঠিকভাবে চিহ্নিত করেছেন। প্রকৃত গল্পটি এরপদ্ধতিবিদ্যা, শিরোনামের দক্ষতা সংখ্যার পরিবর্তে।

যৌক্তিক কাঠামো: যুক্তি অখণ্ডনীয়: 1) প্রথম মনোলিথিক ডিভাইস তৈরি করা (যা নিজেই একটি অর্জন)। 2) সম্ভাবনাময় পর্যবেক্ষণ করাV_ocকিন্তু FF দুর্বল। 3) suns- ব্যবহার করেV_oc将串联电阻分离为罪魁祸首（pFF >80%是关键数据点）。4）部署SCAPS-1D可视化有问题的能量势垒。5）更换材料（ZnMgO→TiO₂) এবং ১০ গুণ লাভ অর্জন। এটি সমস্যা সমাধানের একটি আদর্শ প্রক্রিয়া।

সুবিধা ও সীমাবদ্ধতা: এর সুবিধা হল এর স্পষ্ট, পদার্থবিদ্যাভিত্তিক ডিভাইটি অপ্টিমাইজেশন পদ্ধতি। সীমাবদ্ধতা, যেমন লেখক স্বীকার করেছেন, এটি এখনও একটি নিম্ন কারেন্ট ডিভাইস। উচ্চV_ocহৃদয়গ্রাহী, কিন্তু অপটিক্যাল ক্ষতি (যা সম্ভবত প্রধানত পলিক্রিস্টালিন সেলেনিয়াম এবং ITO স্তরে বিদ্যমান) সমাধান না করা এবং কন্ট্যাক্ট ইঞ্জিনিয়ারিং আরও অপ্টিমাইজ না করা হলে এর দক্ষতার সীমা কম। পেরোভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেমের দ্রুত, অভিজ্ঞতামূলক অপ্টিমাইজেশনের তুলনায় এই পদ্ধতিটি ধীর, কিন্তু সম্ভবত আরও মৌলিক।

কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি: শিল্পের জন্য, বার্তাটি দ্বৈত। প্রথমত, সেলেনিয়াম/সিলিকন একটি কার্যকর গবেষণা পথ, যার অনন্য সরলতার সুবিধা রয়েছে। দ্বিতীয়ত, এই নিবন্ধে প্রদর্শিত টুলকিট—suns-V_oc、pFF分析、SCAPS建模——应成为任何开发新型叠层架构团队的标准配置。投资者应关注后续解决光学设计问题并展示电流密度>15 mA/cm²的研究工作。在此之前，这是一个有前景但处于早期阶段的平台。

6. মূল বিশ্লেষণ: ফটোভোলটাইক ক্ষেত্রে সেলেনিয়ামের পুনরুত্থান

As demonstrated in this work, the revival of selenium in photovoltaics is a fascinating case of "old material, new applications." For decades, selenium was relegated to the history books as the material for the first generation of solid-state solar cells, overshadowed by silicon's industrial dominance. Its recent resurgence is driven by the specific needs of the silicon tandem paradigm, which requires finding astable, wide-bandgap, and process-simple partnerএকটি পবিত্র গ্রেইল হিসেবে। যদিও পারভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেম সেলগুলি তাদের দক্ষতার দ্রুত উত্থানের জন্য মনোযোগ আকর্ষণ করে, তারা স্থিতিশীলতা এবং সীসা বিষয়বস্তুর সমস্যার সম্মুখীন হয়। 2023 সালের NREL সেরা গবেষণা কোষ দক্ষতা চার্টে দেখানো হয়েছে, পারভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেম দক্ষতায় এগিয়ে, কিন্তু একটি পৃথক "উদীয়মান ফটোভোলটাইক" বিভাগ রয়েছে যা তাদের নির্ভরযোগ্যতা সমস্যাগুলি এখনও বিদ্যমান তা তুলে ধরে।

এই কাজটি সেলেনিয়ামকে একটি আকর্ষণীয়, যদিও প্রতিকূল কিন্তু শক্তিশালী বিকল্প হিসাবে অবস্থান দেয়। এর একক-উপাদান গঠন একটি মৌলিক সুবিধা, যা CIGS বা পারভস্কাইটের মতো যৌগিক সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে সাধারণ স্টোইচিওমেট্রিক এবং ফেজ বিচ্ছিন্নতা সমস্যাগুলি দূর করে। রিপোর্ট করা সেলেনিয়াম ফিল্মের বায়ু স্থিতিশীলতা আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্যসূচক ফ্যাক্টর, যা এনক্যাপসুলেশন খরচ কমাতে পারে। লেখকরা অর্জিত 1.68 V V_ocতাৎপর্যপূর্ণ; এটি ইঙ্গিত দেয় যে সেলেনিয়াম টপ সেলটি ভোল্টেজের ক্ষেত্রে একটি দুর্বল লিঙ্ক নয়। এটি শকলি-কুইসার বিস্তারিত ভারসাম্য সীমার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা দেখায় যে একটি সিলিকন বটম সেলের জন্য সর্বোত্তম টপ সেল ব্যান্ডগ্যাপ প্রায় 1.7-1.9 eV – যা ঠিক সেলেনিয়ামের শক্তির পরিসরের মধ্যে পড়ে।

যাইহোক, রাস্তাটি কঠিন। পারভস্কাইট-ভিত্তিক ট্যান্ডেমের তুলনায় দক্ষতার ব্যবধান বিশাল। NREL দ্বারা রেকর্ড করা পারভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেম দক্ষতা 33% ছাড়িয়ে গেছে, যখন এই সেলেনিয়াম/সিলিকন ডিভাইসটি এখনও তার প্রথম প্রদর্শনের পর্যায়ে রয়েছে। লেখকরা যেমন সঠিকভাবে চিহ্নিত করেছেন, প্রধান চ্যালেঞ্জটি রয়েছেহেটেরোইন্টারফেসের পরিবহন পদার্থবিদ্যাএটি নতুন ধরনের ফটোভোলটাইক উপকরণগুলিতে একটি সাধারণ বিষয়, যা প্রাথমিক জৈব সৌর কোষ গবেষণার কথা স্মরণ করিয়ে দেয়, যেখানে যোগাযোগ প্রকৌশল অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল। সেলেনিয়াম/সিলিকন স্ট্যাকের ভবিষ্যৎ নির্ভর করে ত্রুটি প্যাসিভেশন এবং ব্যান্ড অ্যালাইনমেন্ট সহ একাধিক যোগাযোগ উপকরণের একটি সংগ্রহ উন্নয়নের উপর – এটি একটি উপাদান বিজ্ঞানের চ্যালেঞ্জ, যা পেরোভস্কাইট ক্ষেত্রের সম্মুখীন হয়েছিল এবং আংশিকভাবে Spiro-OMeTAD এবং SnO যৌগের মাধ্যমে সমাধান করা হয়েছিল।₂যদি সেলেনিয়াম অন্যান্য উদীয়মান ফটোভোলটাইক ক্ষেত্র থেকে শেখা ইন্টারফেস প্রকৌশলের অভিজ্ঞতা কাজে লাগাতে পারে, তবে এর অন্তর্নিহিত স্থিতিশীলতা এবং সরলতা এটিকে স্ট্যাক প্রতিযোগিতায় একটি ডার্ক হর্স করে তুলতে পারে।

7. প্রযুক্তিগত বিবরণ ও গাণিতিক রূপ

বিশ্লেষণ মূল ফটোভোলটাইক সমীকরণ এবং সিমুলেশন প্যারামিটারের উপর নির্ভর করে:

1. আলোর তীব্রতা-ওপেন সার্কিট ভোল্টেজ (suns-V_oc) পদ্ধতি: এই প্রযুক্তিটি পরিমাপ করেV_ocআলোর তীব্রতার পরিবর্তনের সাথে সাথে সিরিজ রেজিস্ট্যান্সের প্রভাবকে ডায়োড বৈশিষ্ট্য থেকে বিচ্ছিন্ন করা। সম্পর্কের সমীকরণ হল:
$V_{oc}(S) = \frac{n k T}{q} \ln(S) + V_{oc}(1)$
যেখানে $S$ হল আলোর তীব্রতা (সৌর আলোর এককে), $n$ হল আদর্শ ফ্যাক্টর, $k$ হল বল্টজম্যান ধ্রুবক, $T$ হল তাপমাত্রা, $q$ হল প্রাথমিক চার্জ। রৈখিক ফিটিং আদর্শ ফ্যাক্টর প্রকাশ করতে পারে।

2. সিউডো ফিল ফ্যাক্টর (pFF): সানস- থেকে উদ্ভূতV_ocডেটা, যা সিরিজ রেজিস্ট্যান্স ($R_s$) এবং শান্ট লস ($R_{sh}$) ছাড়া সর্বাধিক সম্ভাব্য FF কে প্রতিনিধিত্ব করে। ইন্টিগ্রেশন দ্বারা নিষ্কাশিত ডায়োড কারেন্ট-ভোল্টেজ ($J_d-V$) বৈশিষ্ট্য থেকে গণনা করা হয়:
$pFF = \frac{P_{max, ideal}}{J_{sc} \cdot V_{oc}}$
pFF > 80% 表明体结质量高，损耗主要是电阻性的。

3. SCAPS-1D সিমুলেশন প্যারামিটার: সেলেনিয়াম/সিলিকন ট্যান্ডেম মডেলিংয়ের মূল ইনপুটগুলির মধ্যে রয়েছে:
- সেলেনিয়াম: ব্যান্ডগ্যাপ $E_g = 1.9$ eV, ইলেকট্রন অ্যাফিনিটি $χ = 4.0$ eV, ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক $ε_r ≈ 6$।
- ইন্টারফেস: হেটেরোজাংশনে ত্রুটি ঘনত্ব ($N_t$), ক্যাপচার ক্রস-সেকশন ($σ_n, σ_p$)।
- কন্টাক্ট: ZnMgO (প্রায় 4.0 eV) এবং TiO₂(প্রায় 4.2 eV) এর কাজের অপেক্ষক Se-এর সাথে পরিবহন ব্যান্ডের অফসেট ($ΔE_c$) কে গুরুতরভাবে প্রভাবিত করে।

8. পরীক্ষার ফলাফল ও চিত্র/গ্রাফের ব্যাখ্যা

চিত্রের ব্যাখ্যা (পাঠ্যের উপর ভিত্তি করে): গবেষণাপত্রে দুটি মূল ধারণা চিত্র থাকতে পারে।

চিত্র ১: ডিভাইস কাঠামোর স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম। মনোলিথিক স্ট্যাকের ক্রস-সেকশনাল ভিউ প্রদর্শন করছে: "Ag / poly-Si:H (n+) / c-Si (n) / poly-Si:H (p+) / ITO / [টানেল জংশন] / ZnMgO অথবা TiO₂ (n+) / poly-Se (p) / MoO_x / ITO / Au grid lines." This illustrates the series connection and the complex material stacking required for monolithic integration.

Figure 2: Band diagram from SCAPS-1D. This is a key diagnostic diagram. It will display two diagrams side by side:
a) ZnMgO ব্যবহার করুন: ZnMgO/Se ইন্টারফেসের কন্ডাকশন ব্যান্ডে একটি স্পষ্ট "স্পাইক" বা বাধা রয়েছে, যা সেলেনিয়াম শোষণ স্তর থেকে কন্ট্যাক্ট স্তরে ইলেকট্রনের প্রবাহে বাধা দেয়।
b) TiO ব্যবহার করুন₂： আরও অনুকূল "ক্লিফ" বা ছোট স্পাইক অ্যালাইনমেন্ট তাপীয় ইলেকট্রন নির্গমনকে সহজতর করে এবং ইলেকট্রন পরিবহন বাধা হ্রাস করে। এই বাধার হ্রাস সরাসরি 10 গুণ কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি ব্যাখ্যা করে।

অন্তর্নিহিত কারেন্ট-ভোল্টেজ (জে-ভি) বক্ররেখা: পাঠ্যটি ইঙ্গিত দেয় যে, প্রাথমিক ডিভাইসটি উচ্চ সিরিজ রেজিস্ট্যান্সের কারণে বৈশিষ্ট্যগত "এস-আকৃতির" বা মারাত্মকভাবে বাঁকানো জে-ভি বক্ররেখা প্রদর্শন করবে। ZnMgO কে TiO₂দ্বারা প্রতিস্থাপন করার পর, বক্ররেখাটি আরও "বর্গাকার" হয়ে উঠবে, ফিল ফ্যাক্টর এবং কারেন্ট ডেনসিটির উন্নতি হবে, যদিও চ্যাম্পিয়ন সেলের তুলনায় এখনও ব্যবধান রয়েছে।

9. বিশ্লেষণ কাঠামো: একটি নন-কোড কেস স্টাডি

কেস স্টাডি: নতুন স্ট্যাকড ব্যাটারির ক্ষতি নির্ণয়

দৃশ্যকল্প: একটি গবেষণা দল একটি নতুন মনোলিথিক ট্যান্ডেম সেল (সিলিকনের উপর উপাদান X) তৈরি করেছে। এটি উচ্চV_oc, কিন্তু দক্ষতা হতাশাজনকভাবে কম।

ফ্রেমওয়ার্ক অ্যাপ্লিকেশন (এই নিবন্ধ দ্বারা অনুপ্রাণিত):

1. ধাপ 1 - ক্ষতির প্রকার পৃথকীকরণ: suns- সম্পাদন করুনV_oc测量。结果：高pFF（>75%)।উপসংহার: ফটোভোলটাইক জাংশনের নিজস্ব গুণমান মোটামুটি ভাল; ক্ষতি প্রধানত বাল্ক বা ইন্টারফেস রিকম্বিনেশন থেকে আসে না।
2. ধাপ ২ - রেজিস্ট্যান্স লসের পরিমাপ: pFF থেকে প্রাপ্ত আদর্শ শক্তি এবং পরিমাপকৃত শক্তির মধ্যে পার্থক্যটি হলরেজিস্ট্যান্স পাওয়ার লস। বড় পার্থক্যটি উচ্চ সিরিজ রেজিস্ট্যান্সের দিকে নির্দেশ করে।
3. ধাপ 3 - বাধার অবস্থান নির্ধারণ: ডিভাইস সিমুলেশন সফটওয়্যার (যেমন SCAPS-1D, SETFOS) ব্যবহার করুন। একটি স্ট্যাক মডেল তৈরি করুন। ক্যারিয়ার-নির্বাচী যোগাযোগ স্তরের ইলেকট্রন আসক্তি/কাজ ফাংশন পদ্ধতিগতভাবে পরিবর্তন করুন। অপারেটিং অবস্থার অধীনে কোন ইন্টারফেস শক্তি ব্যান্ড ডায়াগ্রামে একটি বড় শক্তি বাধা সৃষ্টি করে তা চিহ্নিত করুন।
4. ধাপ 4 - অনুমান এবং পরীক্ষা: অনুমান: "ইলেকট্রনিক যোগাযোগ উপাদান Y-এর উপাদান X-এর সাথে +0.3 eV কন্ডাকশন ব্যান্ড অফসেট রয়েছে, যা একটি ব্লকিং বাধা সৃষ্টি করে।" পরীক্ষা: উপাদান Y-এর স্থানে উপাদান Z ব্যবহার করুন, যা শূন্য বা নেতিবাচক (ক্লিফ) অফসেট থাকার পূর্বাভাস দেওয়া হয়।
5. ধাপ ৫ - পুনরাবৃত্তি: নতুন ডিভাইস পরিমাপ করুন। যদি FF এবংJ_scউল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়, তাহলে অনুমানটি সঠিক। তারপর, পরবর্তী বৃহত্তম ক্ষতির দিকে এগিয়ে যান (যেমন, অপটিক্যাল শোষণ, হোল কন্টাক্ট)।

এই কাঠামোবদ্ধ, পদার্থবিদ্যা-ভিত্তিক কাঠামোটি ট্রায়াল-এন্ড-এরর পদ্ধতিকে অতিক্রম করে, যা সরাসরি যে কোনো উদীয়মান ট্যান্ডেম প্রযুক্তিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে।

10. ভবিষ্যতের প্রয়োগ ও উন্নয়ন রোডম্যাপ

স্বল্পমেয়াদী (১-৩ বছর):

• কন্ট্যাক্ট ইঞ্জিনিয়ারিং: সেলেনিয়ামের জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা নতুন ইলেকট্রন/হোল ট্রান্সপোর্ট লেয়ার আবিষ্কার ও অপ্টিমাইজ করুন। ডোপড মেটাল অক্সাইড, জৈব অণু এবং দ্বি-মাত্রিক উপকরণ স্ক্রীনিং করা উচিত।
• অপটিক্যাল ম্যানেজমেন্ট: অপটিক্যাল ক্যাপচার স্ট্রাকচার (টেক্সচারিং, গ্রেটিংস) ইন্টিগ্রেট করা এবং অ্যান্টি-রিফ্লেকশন কোটিং অপ্টিমাইজ করা, সেলেনিয়াম টপ সেলের কারেন্ট ডেনসিটি বাড়ানোর জন্য, যা অসম্পূর্ণ শোষণ বা কন্ট্যাক্ট লেয়ারে প্যারাসাইটিক শোষণের কারণে সীমাবদ্ধ হতে পারে।
• ব্যান্ডগ্যাপ টিউনিং: সিলিকন ট্যান্ডেমের জন্য আদর্শ 1.7 eV মানের কাছাকাছি ব্যান্ডগ্যাপ সূক্ষ্মভাবে সামঞ্জস্য করতে এবং কারেন্ট ম্যাচিং উন্নত করতে সম্ভাব্য সেলেনিয়াম টেলুরাইড (SeTe) অ্যালয় অন্বেষণ করা।

মধ্যম মেয়াদ (3-7 বছর):

• স্কেলেবল ডিপোজিশন টেকনোলজি: ল্যাবরেটরি স্কেলের তাপীয় বাষ্পীকরণ থেকে স্কেলযোগ্য প্রযুক্তিতে রূপান্তর, যেমন বাষ্প পরিবহন জমা বা স্পাটারিং, সেলেনিয়াম জমার জন্য।
• টানেল জংশন অপ্টিমাইজেশন: অত্যন্ত স্বচ্ছ, কম রোধ এবং শক্তিশালী আন্তঃসংযোগ স্তর তৈরি করা, যা শীর্ষ কোষের প্রক্রিয়াকরণ সহ্য করতে সক্ষম।
• প্রথম দক্ষতা মাইলফলক: 展示认证的硒/硅叠层电池效率>15%，证明该概念可以超越原理验证阶段。

দীর্ঘমেয়াদী ও প্রয়োগের সম্ভাবনা:

• দ্বিমুখী এবং কৃষি-ফটোভোলটাইক সমন্বয়: আংশিক আলো প্রবেশের প্রয়োজন এমন দ্বিমুখী মডিউল বা কৃষি-ফটোভোলটাইক সিস্টেমে প্রয়োগের জন্য, সেলেনিয়াম ব্যবহার করে পাতলা করে আধা-স্বচ্ছতা অর্জনের সম্ভাবনা।
• মহাকাশ ফটোভোলটাইক: রিপোর্ট অনুযায়ী সেলেনিয়ামের বিকিরণ প্রতিরোধী এবং স্থিতিশীল বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা সেলেনিয়াম/সিলিকন স্ট্যাককে মহাকাশ প্রয়োগের জন্য আকর্ষণীয় করে তুলতে পারে, যেখানে দক্ষতা এবং ওজনের চরম প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।
• কম খরচের বিশেষ বাজার: 如果能够证明其可制造性和效率（>20%），硒/硅叠层可以瞄准那些极端稳定性和简单供应链比追求最高效率更重要的细分市场。

11. তথ্যসূত্র

1. Nielsen, R., Crovetto, A., Assar, A., Hansen, O., Chorkendorff, I., & Vesborg, P. C. K. (2023). Monolithic Selenium/Silicon Tandem Solar Cells. arXiv preprint arXiv:2307.05996.
2. National Renewable Energy Laboratory (NREL). (2023). Best Research-Cell Efficiency Chart. Retrieved from https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html
3. Shockley, W., & Queisser, H. J. (1961). Detailed balance limit of efficiency of p-n junction solar cells. Journal of Applied Physics, 32(3), ৫১০-৫১৯।
4. Green, M. A., Dunlop, E. D., Hohl-Ebinger, J., Yoshita, M., Kopidakis, N., & Hao, X. (2023). Solar cell efficiency tables (Version 61). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 31(1), ৩-১৬।
5. Todorov, T., Singh, S., Bishop, D. M., Gunawan, O., Lee, Y. S., Gershon, T. S., ... & Mitzi, D. B. (2017). Ultrathin high band gap solar cells with improved efficiencies from the world's oldest photovoltaic material. Nature Communications, 8(1), 682.
6. Youngman, T. H., Nielsen, R., Crovetto, A., Hansen, O., & Vesborg, P. C. K. (2021). What is the band gap of selenium? Solar Energy Materials and Solar Cells, 231, 111322.
7. Burgelman, M., Nollet, P., & Degrave, S. (2000). Modelling polycrystalline semiconductor solar cells. Thin Solid Films, 361, 527-532. (SCAPS-1D)