সৌর শক্তিতে বৈপ্লবিক পরিবর্তন আনতে পারে—কেমব্রিজের বিজ্ঞানীরা জৈব উপাদানে কোয়ান্টাম প্রভাব আবিষ্কার করেছেন

কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা স্থিতিশীল শক্তির ক্ষেত্রে এক যুগান্তকারী আবিষ্কার করেছেন। তারা একটি জৈব অর্ধপরিবাহীর মধ্যে এমন একটি কোয়ান্টাম প্রক্রিয়া খুঁজে পেয়েছেন যা আগে অজানা ছিল। এই আবিষ্কারটি, যা ২০২৫ সালের ১৫ই অক্টোবর ঘোষণা করা হয়েছিল, সৌর প্যানেল উৎপাদনকে মৌলিকভাবে সহজ এবং সাশ্রয়ী করার সম্ভাবনা রাখে। এই উদ্ভাবনের মূল বিষয় হল, একটি নির্দিষ্ট জৈব অণু প্রায় নিখুঁতভাবে আলোক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করতে সক্ষম। এই রূপান্তর এমন একটি কোয়ান্টাম আচরণের মাধ্যমে ঘটে যা পূর্বে শুধুমাত্র অজৈব ধাতু অক্সাইডগুলির ক্ষেত্রেই প্রযোজ্য বলে মনে করা হতো।

রসায়ন ও পদার্থবিদ্যা বিভাগের বিশেষজ্ঞদের নিয়ে গঠিত এই গবেষক দলটি তাদের মনোযোগ নিবদ্ধ করেছিল P3TTM নামক জৈব স্পিন-র‍্যাডিক্যাল অর্ধপরিবাহীর উপর। এই যৌগটির প্রধান বৈশিষ্ট্য হল এর প্রতিটি অণুতে একটি করে বিজোড় ইলেকট্রনের উপস্থিতি, যা এটিকে অনন্য চৌম্বকীয় ও বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য প্রদান করে। যখন P3TTM অণুগুলি একটি পাতলা ফিল্ম তৈরি করে, তখন তাদের মুক্ত ইলেকট্রনগুলি সুশৃঙ্খলভাবে মিথস্ক্রিয়া শুরু করে। এটি ঘনীভূত পদার্থের পদার্থবিজ্ঞানের জন্য মৌলিক মট-হাববার্ড ইনসুলেটর (Mott-Hubbard insulator) ধারণার অনুরূপ।

অধ্যাপক স্যার রিচার্ড ফ্রেণ্ড এবং তার সহকর্মীরা, যাদের মধ্যে অধ্যাপক হিউগো ব্রনস্টাইনও অন্তর্ভুক্ত ছিলেন, লক্ষ্য করেন যে একটি ফোটন শোষিত হওয়ার সাথে সাথেই একটি ইলেকট্রন পার্শ্ববর্তী অণুতে 'লাফিয়ে' যায়। এই প্রক্রিয়াটি স্বাভাবিকভাবেই বিপরীত আধানের একটি জোড়া তৈরি করে—একটি ধনাত্মক এবং একটি ঋণাত্মক—যা পরবর্তীতে বৈদ্যুতিক প্রবাহ হিসাবে সংগ্রহ করা যেতে পারে। এই ঘটনাটি ঐতিহ্যবাহী জৈব ফটোভোল্টাইক কোষগুলির একটি মৌলিক সীমাবদ্ধতাকে দূর করে দেয়, যেখানে কার্যকর আধান বিভাজনের জন্য ইলেকট্রন দাতা এবং গ্রহণকারীর একটি জটিল 'স্যান্ডউইচ' কাঠামোর প্রয়োজন হতো।

P3TTM ফিল্মের উপর ভিত্তি করে তৈরি পরীক্ষামূলক সৌর কোষটি প্রায় শতভাগ রূপান্তর দক্ষতা প্রদর্শন করেছে। এর অর্থ হল, প্রায় প্রতিটি শোষিত ফোটনই কার্যকর চার্জে পরিণত হয়েছে। এই সাফল্য সহজ, হালকা এবং অর্থনৈতিকভাবে আরও সুলভ সৌর প্যানেল তৈরির পথ খুলে দিয়েছে। এই আবিষ্কারটির একটি প্রতীকী তাৎপর্যও রয়েছে, কারণ এটি স্যার নেভিল মটের ১২০তম জন্মবার্ষিকীর কাছাকাছি সময়ে ঘটেছে, যার কাজ কঠিন পদার্থের মধ্যে ইলেকট্রন মিথস্ক্রিয়া বোঝার ভিত্তি স্থাপন করেছিল।

বিজ্ঞানীরা এটিকে কেবল একটি প্রযুক্তিগত উন্নতি হিসেবে দেখছেন না, বরং বিশ্বব্যাপী নবায়নযোগ্য শক্তিতে রূপান্তরের প্রেক্ষাপটে সৌর সমাধানগুলির ব্যাপক প্রসারের একটি সুযোগ হিসেবে দেখছেন। এই নতুন, স্বয়ংসম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটি জৈব মডিউলগুলির জন্য পূর্বের রেকর্ড-ব্রেকিং দক্ষতাকেও ছাড়িয়ে যেতে পারে। এটি নমনীয়, পাতলা এবং বহুমুখী শক্তির উৎস তৈরির দিগন্ত উন্মোচন করছে, যা কার্যত যেকোনো পৃষ্ঠে একত্রিত করা সম্ভব হবে।