Güneş Panellerinde Devrim: Perovskit Malzemesiyle Yüksek Verimlilik İçin Yeni Bir Adım
Güneş panellerinin verimliliğini artırmak için “mucize malzeme” denen perovskit, bilim insanları tarafından kullanılarak büyük bir atılım gerçekleştirildi. Perşembe günü yayınlanan iki ayrı çalışma, perovskit malzemesinin fotovoltaik (PV) güneş pillerinin güç dönüştürmedeki verimlilik oranını, geleneksel silikon PV güneş pillerinin teorik sınırı olan yüzde 29’u aşarak yüzde 30’un üzerine çıkarabileceğini gösterdi.
Perovskit adlı malzemenin özellikleri, ışık spektrumunun daha geniş bir aralığından enerji toplamasına olanak sağlamaktadır. Bu madde son 15 yılda, yenilenebilir enerjiden ultra yüksek hızlı iletişime kadar bir dizi endüstriyi dönüştürebilecek bir malzeme olarak keşfedildi. Ancak, perovskit malzemesi yakın zamana kadar laboratuvar koşulları dışında kullanılamayacak kadar dengesizdi.
Araştırmacılar, perovskit tabakasını silikon üzerine çok eklemli bir cihaz şeklinde istifleyerek, sektördeki standart yapılandırmayı korurken ticari PV teknolojilerinin verimliliğini önemli ölçüde artırmayı başardı. Bu yeni tasarımın ultra verimli güneş panellerinin seri üretiminin önünü açacağı öngörülmektedir.
Perovskit ile çalışan bilim insanları, bu yaklaşımın sonucunda “yüzde 35’in çok üzerinde” bir verimlilik oranına ulaşılabileceğine inanmaktadır. Ancak, gerçek dünya koşullarında çok eklemli hücrelerin dayanıklılığını artırmak ve geleneksel güneş panellerinin boyutuna çıkarabilmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır.
Bu yeni nesil güneş pilleri, Suudi Arabistan’daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST) Güneş Merkezi’ndeki mühendisler tarafından yüzde 33,7’lik bir verimlilik rekoru kırılmıştır. Çin’deki bir girişim de çok eklemli güneş pilinin üretimine başlayarak perovskit bolluğunun maliyetleri “geleneksel güneş pili maliyetinin 20’de birine kadar” düşüreceğini duyurmuştur.
Ancak, bu teknolojinin ticari açıdan uygulanabilir hale gelmesi için perovskit/silikon güneş pillerinin gerçek dış mekan koşullarında dayanıklılığının belirsizliğini koruyan yıllık bozulma oranının ana akım PV teknolojileriyle aynı seviyede olması gerekmektedir. Bu konuda daha fazla çalışma yapılması ve geliştirmelerin devam etmesi gerekmektedir.
Sonuç olarak, perovskit malzemesinin güneş panellerinin verimliliğindeki potansiyeli büyük bir umut kaynağı olarak görülmektedir. Bu atılım, güneş enerjisi alanında daha yüksek verimlilik ve düşük maliyetli PV teknolojilerinin geliştirilmesine katkı sağlayabilir.