Bilim insanları, güneş panellerinin verimliliğini artırmak için "mucize malzeme" denen bir maddeyi kullanarak büyük bir atılım gerçekleştirdi.

Perşembe günü yayımlanan iki ayrı çalışma, perovskit adlı malzemenin fotovoltaik (PV) güneş pillerinin güç dönüştürmedeki verimlilik oranını, geleneksel silikon PV güneş pillerinin yüzde 29 olan teorik sınırını geçerek, yüzde 30'un üzerine çıkarabileceğini gösteriyor.

Araştırmada yer almayan malzeme bilimi araştırmacıları Stefaan de Wolf ve Erkan Aydın, Science adlı bilimsel dergide yayımlanan makalede "Bu eşiğin aşılması, yüksek performanslı ve düşük maliyetli PV'lerin piyasaya sürülebileceğine dair güven veriyor" diye yazdı.

Perovskit son 15 yılda, yenilenebilir enerjiden ultra yüksek hızlı iletişime kadar bir dizi endüstriyi dönüştürebilecek bir malzeme olarak ortaya çıktı.

Utah Üniversitesi'nden malzeme bilimi alanında öğretim üyesi olan Zeev Valy Vardeny 2017'de perovskitin, güneş pillerinin Güneş ışığını enerjiye dönüştürmedeki verimliliğini büyük ölçüde artırması sonucu bu maddeyi "inanılmaz, mucize bir malzeme" diye tanımlamıştı.

Perovskitin özellikleri, ışık spektrumunun daha geniş bir aralığından enerji toplamasına imkan tanısa da bu malzeme yakın zamana kadar laboratuvar koşulları dışında kullanılamayacak kadar dengesizdi.

Araştırmacılar perovskit tabakasını silikonun üzerine çok eklemli bir cihaz şeklinde istifleyerek, sektördeki standart yapılandırmayı korurken ticari PV teknolojilerinin verimliliğini önemli ölçüde artırmayı başardı.

Profesör de Wolf ve Aydın şöyle yazdı: 

Çok eklemli güneş pilleri, tek eklemli güneş pillerinin sağlayabileceğinin çok ötesinde, seviyelendirilmiş elektrik maliyetini azaltmaya giden en kestirme yol.

Son atılımı yapan, Çin ve Japonya'dan ekipler bu yeni tasarımın ultra verimli güneş panellerinin seri üretiminin önünü açacağını öne sürüyor.
 

Çok eklemli güneş pillerindeki perovskit, spektrumun daha geniş bir kısmını yakalayarak Güneş enerjisinden elektrik üretimini daha verimli hale getiriyor (Science/YouTube/Ekran görüntüsü)

Bu yeni nesil güneş pilinin mevcut verimlilik rekoru yüzde 33,7. Suudi Arabistan'daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST) Güneş Merkezi'ndeki mühendisler önceki aylarda bu rekoru kırarken, bu oran 2009'da yüzde 4'ün altındaydı.

Nanjing Üniversitesi'nden Profesör Tan Hairen'e göre Çin'deki bir girişim geçen ay, çok eklemli güneş pili üretimine başlamayı planladığını duyurarak perovskit bolluğunun, maliyetleri "geleneksel güneş pili maliyetinin 20'de birine kadar" düşüreceğini belirtmişti.

Son araştırmayı yürüten bilim insanları, yaklaşımlarının nihayetinde "yüzde 35'in çok üzerinde" bir verimlilik oranına ulaşabileceğine inanıyor. Ancak çok eklemli hücrelerin gerçek dünya koşullarında daha dayanıklı hale getirilmesi ve geleneksel güneş panellerinin boyutuna çıkarılması için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyuluyor.

Perspective, "Muhtemelen en kritik faktör, gerçek dış mekan koşullarındaki yıllık bozulma oranında saklı ve çok eklemli perovskit/silikon güneş pillerinin bu yönü büyük ölçüde belirsizliğini koruyor" diye belirtiyor.

Ticari açıdan uygulanabilir olması için bu bozulmanın ana akım PV teknolojileriyle aynı seviyede olması gerekir ki bu da yılda yüzde 1'den daha aza denk geliyor.

Araştırmanın detayları, Science adlı bilimsel dergide yayımlanan iki ayrı makalede açıklandı.

*İçerik orijinal haline bağlı kalınarak çevrilmiştir. Independent Türkçe’nin editöryal politikasını yansıtmayabilir.

https://www.independent.co.uk/tech

Independent Türkçe için çeviren: Kerim Çelik