Esnek ve ince: Güneş enerjisinde inovatif gelecek teknolojisi

Güneş panelleri ve güneş enerjisi toplama cihazları, yenilenebilir enerji sektöründe hayati bir rol oynuyor. Rüzgar türbinleri ve hidroelektrik barajlara kıyasla, güneş panellerinin daha geniş bir tüketici kitlesi tarafından erişilebilir durumda olduğu biliniyor. Ancak, bu panellerin yaygın kullanımı için yüksek maliyetleri bu teknolojiyi ulaşılmaz kılıyor. Neyse ki bilimsel gelişmeler, önümüzdeki yıllarda güneş enerjisini daha uygun fiyatlı hale getirmeye hazırlanıyor ve bu durumun yakında değişmesi bekleniyor.

Oxford Üniversitesi Fizik Bölümü’nden bilim insanları, geleneksel silikon bazlı güneş panellerine gerek kalmadan güneş enerjisinden elektrik üretmenin çığır açıcı bir yöntemini geliştirdiler. Bu yenilikçi yaklaşım, sırt çantaları, arabalar ve cep telefonları gibi günlük eşyaların yüzeylerine enerji üreten yeni bir malzemenin kaplanmasını içeriyor. Bu sayede, güneş enerjisini her yerde ve her zaman hasat etme potansiyeline sahip olabiliriz.

Oxford’daki bilim insanları, geliştirdikleri yeni ışık emici malzeme ile ilk kez neredeyse tüm binaların veya sıradan nesnelerin yüzeyine uygulanabilecek kadar ince ve esnek bir çözüm sunuyorlar. Bu öncü teknik, birden fazla ışık emici katmanı tek bir güneş hücresine istifleyerek, ışık spektrumunun daha geniş bir aralığını yakalamayı mümkün kılıyor. Sonuç olarak bu yenilik, aynı miktarda güneş ışığından daha fazla enerji üreterek güneş enerjisi üretimindeki verimliliği önemli ölçüde artırıyor.

Çoklu bağlantı yaklaşımıyla geliştirilen bu ultra ince malzemenin %27’nin üzerinde enerji verimliliği sağladığı bağımsız testlerle onaylandı. Bu başarı, geleneksel tek katmanlı silikon fotovoltaiklerin performansının ilk kez yakalandığını gösteriyor. Japonya Ulusal İleri Endüstriyel Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (AIST), araştırmacıların bu yıl içinde yayınlanacak bilimsel çalışmalarından önce, onlara malzemenin performansıyla ilgili olan bu sertifikayı vererek malzemenin üstün verimliliğini tescil etti.

Araştırmacılar, yaklaşımlarının gelecekte fotovoltaik cihazların tek katmanlı fotovoltaiklerin mevcut sınırlarını oldukça aşarak %45’ten yüksek verimliliklere ulaşmasını sağlayabileceğine inanıyor. Gelecekteki bu gelişme potansiyeli, yeniliklerinin güneş enerjisi endüstrisi üzerindeki uzun vadeli etkisinin altını çiziyor.

Bu malzemenin geliştirilmesi, güneş enerjisi üretimi için sürdürülebilir malzemeler üretmeye adanmış yeni bir endüstrinin önünü açabilir. Bu endüstri, daha sürdürülebilir ve uygun maliyetli güneş enerjisi sağlayan malzemeler tedarik ettiği için istihdam yaratma ve ekonomik büyüme için yeni fırsatlar sunarak küresel yeşil ekonomiye önemli ölçüde katkıda bulunma potansiyeline sahiptir

Teknolojik ilerlemelerinin yanı sıra bu yenilik, kamu hizmetleri, inşaat ve otomobil üretimi de dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde önemli bir ticari potansiyele sahiptir. Bu esnek malzemenin çok çeşitli yüzeylere uygulanabilmesi, güneş enerjisini günlük nesnelere ve altyapıya entegre etmek için yeni olanaklar sunarak da küresel yeşil ekonomide büyümeyi desteklediği görülmektedir.¹

Araştırmada bahsi geçen yeni ultra ince ve esnek malzeme, günümüz güneş panellerinin yaklaşık %22’sine kıyasla neredeyse %27 enerji verimliliği sunuyor. Ayrıca, bu malzemenin çok yönlülüğü oldukça etkileyici; sadece bir mikronun biraz üzerinde kalınlığıyla, geleneksel silikon levhalardan yaklaşık 150 kat daha ince. Sert silikon panellere uygulanan geleneksel fotovoltaiklerin aksine, bu yenilikçi malzeme neredeyse her yüzeye uygulanabilme özelliğine sahip ve böylece güneş enerjisi üretimindeki olanakları büyük ölçüde genişletiyor.

Araştırmacılar, bu yenilikçi yaklaşımın güneş enerjisinin maliyetini daha da düşüreceğine ve onu yenilenebilir enerjinin en sürdürülebilir biçimlerinden biri haline getireceğine inanıyor. 2010’dan bu yana, güneş enerjisinden elde edilen elektriğin küresel ortalama maliyeti yaklaşık %90 oranında düşerek, fosil yakıtlardan elde edilen elektrikten neredeyse üçte bir oranında daha ucuz hale geldi. Gelecekteki yenilikler, ince film perovskit gibi yeni malzemelerin silikon panellere ve özel güneş enerjisi çiftliklerine olan bağımlılığı azaltarak güneş enerjisinin daha erişilebilir ve yaygın bir şekilde benimsenmesini sağlayabilir. Bu durum da daha fazla maliyet tasarrufu vaat ediyor.²

Sonuç olarak, sunulan bu yenilikçi teknoloji, güneş enerjisinin geleceğini önemli ölçüde etkileme potansiyeline sahip olduğu görülmektedir. Geliştirilen ultra ince ve esnek malzemenin yüksek enerji verimliliği ve uygulama esnekliği, güneş enerjisinin maliyetlerini azaltarak daha geniş bir kitleye ulaşmasını sağlayacaktır. Bu teknoloji, yenilenebilir enerjinin sürdürülebilirliğini artırabilir ve enerji sektöründe önemli değişimlere yol açabilir. Gelecekte, bu gelişmelerle birlikte güneş enerjisinin yaygınlaşması, daha yeşil bir gezegen için umut verici bir adım olabilir.³

Kaynaklar

1. https://techxplore.com/news/2024-08-solar-energy-farms.html
2. https://www.ox.ac.uk/news/2024-08-09-solar-energy-breakthrough-could-reduce-need-solar-farms-0
3. Sivaram, V., Stranks, S. D., & Snaith, H. J. (2015). Perovskite Solar Cells Could Beat the Efficiency of Silicon. Scientific American, 313(1), 54–59.

Samed Hajdar