Ana SayfaMakaleYeşeren TeknolojiDüşük maliyetli, esnek, verimli ve geniş alanlı organik güneş pilleri geliştiriliyor

Düşük maliyetli, esnek, verimli ve geniş alanlı organik güneş pilleri geliştiriliyor

Güneş pili veya güneş hücresi, güneş ışığını doğrudan elektrik akımına dönüştüren (fotovoltaik) bir araçtır. Güneş ışığını elektriğe dönüştürmek için organik malzemelerden yararlanan organik güneş pilleri (Organic Solar Cells – OSCs), gelecekteki fotovoltaikler için çekici bir adaydır. Hafiflikleri, esneklikleri, işlenebilirlikleri ve en önemlisi fiyatına göre yüksek güç dönüştürme verimlilikleri (Power Convension Efficiencies – PCEs) gibi nitelikler onları çok çeşitli uygulamalar için ideal kılar1.

Bununla birlikte, büyük ticarileştirme potansiyellerine rağmen, dikkat edilmesi gereken bir şey var. OSC’lerin çoğu, yüksek işleme izin veren ancak zayıf ölçeklenebilirlik sağlayan “spin kaplama” adı verilen bir teknik kullanılarak üretilir. Ek olarak, esnek elektrotlu OSC’ler için indiyum kalay oksit (ITO) kullanır, bu da onları geniş alan modüllerini gerçekleştirmek için pahalı hale getirir. Aynı zamanda ITO tabanlı elektrotların üretimi pratik değildir. Dolayısıyla, OSC’lerin ticari vaadi gerçekleşecekse, ITO’ya olan bağımlılıklarının üstesinden gelmeleri gerekir.  

Kore Gwangju Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (GIST) Dr. Kang ve Prof. Lee’nin Advanced Energy Materials dergisindeki makalelerinde, PCE’yi içermeden yüksek maliyet ve ölçeklenebilirlik sorunlarının üstesinden gelen çinko oksit (ZnO) kullanarak OSC’ler oluşturmak için yeni bir yöntem ortaya koydular.

Ekip, ultra ince gümüş film elektrotta tek tip çift katman oluşturmak için “bıçak kaplama” tekniğiyle elde edilen ZnO ve ZnO nanoparçacıklı bir katman kullandı. “ZnO çift katmanlı ultra ince gümüş film elektrodu ITO’nun sahip olduğu esneklik, ıslanabilirlik ve yüksek yüzey enerjisine sahiptir ancak kırılgan veya pahalı değildir. Bu, geniş alanlarda organik güneş hücrelerini ZnO kullanarak baskı teknolojisi tekniği ile üretilmesini kolaylaştırır.” dedi.

Yeni ZnO çift katmanlı tabanlı OSC’ler, 528 cm2 lik bir modül alanı içerisinde %7,67’lik bir verimlilik gösterdi ve bu onu önceki araştırmalara kıyasla en verimli geniş alan OSC’si haline getirdi2. Bunun nedeni, OSC’lerdeki yük taşıyıcı kristallerinin ZnO nanopartikülleri tarafından “rekombinasyonunun” azaltılmasıydı ve bu da açık devre voltajlarını yani PCE’yi geliştirdi.

ITO içermeyen bu OSC’lerin ITO tabanlı OSC’lerle aynı esneklik ve verimliliğe sahip geniş bir alana sahip oluşturması, güneş pili teknolojisinin geleceği için oyunun kurallarını değiştirebilir. Prof. Lee, “bizim yöntemimiz, bina duvarları ve pencerelerle bütünleşme gibi bu OSC’lerın ticari kullanımına kapı açıyor ve kendi kendini sürdüren binaları gerçekleştirmeyi amaçlıyor.” dedi. Gerçekten de, ticari potansiyel ve verimlilik açısından büyük alanlarda da OSC’lerin kullanımı avantaj sağlayacaktır. Bu tür teknolojik yenilikler yenilenebilir kaynaklardan enerji üretimini artırabilir aynı zamanda iklim değişikliğiyle mücadele etmemiz de yardımcı olabilir.

Kaynaklar

  1. https://techxplore.com/news/2022-08-scientists-large-area-solar-cells-low-cost.html
  2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202200023

Yorum Yap

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Son Yazılar

Son Yorumlar