İnovasyon ve adaptasyon hayatın en önemli yönlerindendir, belki de en önemlisidir. İnovasyon insanlığı bir bütün olarak şu anda içinde bulunduğumuz teknolojik konuma getirmiş ve adaptasyon da bunu verimli bir şekilde yapmamızı sağlamıştır. Fosil yakıtların hakim olduğu modern dünyada iklim değişikliği insanoğluna geri dönüşü olmayan sonuçlar doğurabilir. İklimi doğal dengesinde tutabilmenin en iyi seçeneklerinden biri yenilenebilir enerji kullanımıdır.
Rüzgar ve hidroelektrik gibi birçok yenilenebilir enerji kaynağı, insanlığın güvenebileceği yeterli bir enerji kaynağı olma potansiyeline sahiptir. Ancak güneş enerjisi bu konuda en özellikle maliyet konusu da dikkate alındığında büyük potansiyele sahiptir. Ancak tüm enerji türlerinde olduğu gibi güneş enerjisinin de iyi yönleri olduğu gibi bazı olumsuz yönlerinin bulunduğu da dipnot edilmelidir.
İlk olarak, geleneksel güneş pillerinin üretiminde kullanılan malzemeler çevresel açıdan toksiktir ve gelecek nesillere bilinmeyen zararlar verebilir. İkinci olarak, geleneksel güneş panellerinin genel verimliliği %20-30 arasında değişmektedir ve bu da onları endüstriyel kullanımları için kısıtlayıcı olmaktadır.
Bu faktörleri göz önünde bulunduran Güney Kore’de bulunan Chonnam Ulusal Üniversitesi’ndeki mühendisler ve malzeme bilimciler, tüm bu faktörlerle mücadele eden bir güneş paneli geliştirmeyi kendilerine görev edindiler. Monolitik perovskit hibrit tandem güneş hücreleri üzerine bir çalışma başlattılar.
Monolitik perovskit hibrit tandem güneş pilleri, enerji dönüşüm verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için perovskit tabanlı üst hücre ile bir silikon alt hücreyi birleştirir. Perovskit hücre yüksek enerjili fotonları emerken, silikon hücre daha düşük enerjili fotonları emer. Bu tandem yapı, güneş spektrumunu en iyi şekilde kullanarak geleneksel güneş pillerinden daha yüksek verimlilik ve daha düşük maliyet elde eder.
Geçmişte geniş bant aralıklı malzemelere dayanan birçok sistem harika sonuçlarla tanıtıldı, ancak bu hücrelerin üretiminin çok zor olduğu ve büyük ölçekte çoğaltılmasının neredeyse imkansız olduğu kanıtlandı ve ayrıca önemli degradasyon* sorunları vardır. Ancak araştırmacıların geliştirdiği tandem PV hücreler, zor üretim adımları ve kullanılan malzemelerin neden olabileceği zorluklar olmadan geleneksel sistemlere yakın verimlilikler sağlamaktadır.
Araştırmacılar piller hakkında “Bu sorunlardan korunmak için, daha önce geliştirdiğimiz sıcak hava yöntemini kullanarak ortam koşullarında biriktirilen tamamen organik perovskit bazlı WBG ve bu monolitik iki terminalli ‘n-i-p‘ hibrit tandem güneş pillerinin (2T-HTSC’ler) imalatı için polimer yığın heterojonksiyon (BHJ) bazlı NBG geliştirdik. Bu hücreler, karmaşık püskürtme veya ALD işlemlerinden arındırılmış basit ICL’ler kullanılarak üretilebilir.” diyor1.
Bu güneş hücreleri, bir n-i-p mimarisine entegre edildiğinde, 2,11 V’lik bir voltaj çıkışı ile %23,07’lik bir dönüşüm verimliliği sergilemiştir. Ancak en önemli kısım, bu hücrelerin test süresinin 600 saat olmasıdır. Bu sürenin sonunda hücreler ilk verimlilik derecelerinin %90’ından fazlasını korumuş ve kullanılan malzemelerde sadece çok hafif bir degradasyon gözlemlenmiştir2.
Modern dünyamızın karmaşıklığı içinde sürdürülebilir enerji kaynakları arayışı çok önemli hale gelmiştir. Bu arayışın ortasında, mühendislerin ve malzeme bilimcilerin çalışmaları yenilik için adım adım ilerliyor. Monolitik perovskit hibrit tandem güneş hücresi versiyonları, adaptasyon ve ilerleme ruhunu somutlaştırıyor. Enerji dönüşüm verimliliğini artırma ve çevresel etkiyi azaltma potansiyeliyle bu atılım, yenilenebilir enerjinin çok önemli rol oynadığı bir geleceğe yeni bir bakış sunuyor. Bu teknolojik gelişmeler devam ettikçe, daha parlak ve daha sürdürülebilir bir yarın bizleri bekleyecektir.
*Degradasyon: Yıllar boyunca panellerin çıkış gücünde yaşanacak olan yaşlanma/bozulma ile beraber gerçekleşen verim kaybı.
Kaynaklar
- https://techxplore.com/news/2023-12-n-i-p-perovskiteorganic-hybrid-tandem-solar.html
- Mali, S. S., Patil, J. V., Steele, J. A., Nazeeruddin, M. K., Kim, J. H., & Hong, C. K. (2024). All-inorganic halide perovskites for air-processed “n–i–p” monolithic perovskite/organic hybrid tandem solar cells exceeding 23% efficiency. Energy & Environmental Science.
- Jošt, M., Kegelmann, L., Korte, L., & Albrecht, S. (2020). Monolithic perovskite tandem solar cells: a review of the present status and advanced characterization methods toward 30% efficiency. Advanced Energy Materials, 10(26), 1904102.
bilgi aktarımı yapması ve konuyu kısa ve öz tutması hoş olmus yazarınızın. ancak anlatım bozuklukları ve imla hataları göze çarpıyor. fark eder ve geliştirir kendini umarım.