हाइब्रिड पेरोवस्काइट (Hybrid Perovskite) एक विशेष प्रकार की उन्नत सिंथेटिक पदार्थ (advanced synthetic material) है जो क्रिस्टल संरचना (crystal structure) में कार्बनिक (organic) और अकार्बनिक (inorganic) दोनों घटकों को एक साथ जोड़ती है। इसे विज्ञान की भाषा में ‘ऑर्गेनिक-इनऑर्गेनिक हाइब्रिड पेरोवस्काइट’ (HOIP) भी कहा जाता है। इसकी अनूठी रासायनिक संरचना और बेहतरीन ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणों के कारण इसका सबसे प्रमुख उपयोग अगली पीढ़ी के सौर सेलों (Next-Generation Solar Cells) और प्रकाश उत्सर्जक उपकरणों (LEDs) में किया जा रहा है।
बिजनेस स्टैंडर्ड की रिपोर्ट के अनुसार, आईआईटी गुवाहाटी के शोधकर्ताओं ने हाइब्रिड पेरोवस्काइट पदार्थों से एक सेमीकंडक्टर प्लेटफॉर्म विकसित किया है जो सूर्य के प्रकाश को उच्च दक्षता के साथ बिजली में परिवर्तित कर सकता है और न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग के लिए आवश्यक मेमोरी कार्यों को भी पूरा कर सकता है।
इस कार्य का नेतृत्व रसायन विज्ञान विभाग और नैनो प्रौद्योगिकी केंद्र के प्रोफेसर परमेश्वर के अय्यर ने किया, जिनकी टीम ने पेरोवस्काइट-आधारित उपकरणों को सौर ऊर्जा और मेमोरी दोनों भूमिकाओं में लंबे समय से बाधित करने वाली समस्याओं को दूर करने का लक्ष्य रखा।
हालांकि पेरोवस्काइट प्रकाश को अच्छी तरह से अवशोषित करते हैं और विद्युत आवेशों को कुशलतापूर्वक अलग करते हैं, लेकिन सतह दोषों और ऊर्जा बेमेल के कारण वे पदार्थ इंटरफेस पर प्रदर्शन खो देते हैं, जबकि अनियंत्रित आयन गति मेमोरी उपयोग में स्विचिंग को बाधित करती है।
इस समस्या से निपटने के लिए, टीम ने पेरोवस्काइट और चार्ज ट्रांसपोर्ट परतों के बीच दो डोनर-एक्सेप्टर कार्बनिक अणुओं की अति पतली परतें तैयार कीं, जिनमें से प्रत्येक की मोटाई केवल 10 से 15 नैनोमीटर है। ये परतें आवेश प्रवाह को नियंत्रित करती हैं और दोषों को सीमित करती हैं, जिससे दक्षता और स्थिरता दोनों में वृद्धि होती है।
“परिणाम उल्लेखनीय रहे हैं। नई इंटरफेशियल इंजीनियरिंग तकनीक से युक्त सौर सेल ने 25.73 प्रतिशत की विद्युत रूपांतरण दक्षता हासिल की है, जिसका अर्थ है कि उपकरण पर पड़ने वाली सूर्य की रोशनी का लगभग एक चौथाई भाग सीधे बिजली में परिवर्तित हो जाता है। ऐसी दक्षता के स्तर इस तकनीक को विश्व स्तर पर सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करने वाले पेरोव्स्काइट सौर सेल में शामिल करते हैं,” परमेश्वर के अय्यर ने बिजनेस स्टैंडर्ड को बताया।
इसी सामग्री को मेमरिस्टर उपकरणों में भी रूपांतरित किया गया, जो स्थिर, कम विद्युत खपत वाली स्विचिंग और कई मेमोरी अवस्थाओं को प्रदर्शित करते हैं।
शोधकर्ता रामकृष्ण दास अधिकारी ने कहा, “ये विशेषताएं न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं, जो एक उभरता हुआ कंप्यूटिंग प्रतिमान है जिसे जैविक मस्तिष्क द्वारा न्यूरॉन्स और सिनैप्स जैसे परस्पर जुड़े नेटवर्क के माध्यम से सूचना संसाधित करने के तरीके की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।”
टीम ने तब से दक्षता को 26 प्रतिशत से अधिक तक पहुँचाया है, कई पेटेंट दाखिल किए हैं, और पहनने योग्य उपकरणों, सेंसर और एज एआई अनुप्रयोगों के लिए बड़े क्षेत्र और लचीले पेरोव्स्काइट उपकरणों के स्केलेबल निर्माण पर उद्योग भागीदारों के साथ काम कर रही है।