Laboratuvar ortamında perovskit güneş pilleri %25’in üzerinde verimliliklere ulaşmaktadır. Perovskit güneş pilleri benzer verimliliğe sahip silisyum güneş pilleri ile karşılaştırıldığında, ilk durumda kullanılan malzemeler daha ucuzdur ve üretim yöntemleri daha basittir ancak şimdiye kadar doğruluk payı düşüktü.
Karlsruhe Teknoloji Enstitüsünün (KIT) Mikroyapı Teknolojisi Enstitüsünden (IMT) Profesör Ulrich W. Paetzold: “Modüllerin kararlılığının olmaması ve küçükten büyüğe ölçeklerde ulaşılan yüksek verimliliğin aktarılmasındaki zorluk nedeniyle bu teknolojinin ticarileştirilmesi hala engelleniyor.” diyor1. Ancak bu, teknolojinin uygun maliyetli güneş modüllerinin geliştirilmesine yol açması için ön koşuldur. Bu tür modüllerin çoğu, cepheler gibi binaların kullanılmayan kısımlarına entegre edilebileceğinden görünüş önemli bir rol oynamaktadır. Bu tür bir kullanım için, görünüşte olduğu gibi maliyetler ve verimlilik de önemli konulardandır. Bu nedenle Paetzold ve ekibi, SUNOVATION ile işbirliği yaparak perovskite güneş modüllerini renklendirmek için modüllerin mürekkep püskürtmeli (inkjet) yöntemi üzerinde çalıştı. Seçilen yaklaşımın avantajı, inkjet baskı ile renklendirilmesinin ucuz olması ve daha büyük yüzeyler için de uygun olmasıdır. Bu çalışma, perovskite güneş modüllerinin ön tarafındaki inkjet baskılı yansıtıcı pigmentlere dayalı olarak perovskit fotovoltaiklerin renklendirilmesi için bir yaklaşım sunmaktadır. Perovskite emicinin koyu rengini telafi etmek için yansıtıcı bir beyaz ara katman uygulanır. Bu ara katmanın doygunluğu aracılığıyla, cihazın renk tonu ve parlaklığı değiştirilebilir.
IMT’den proje koordinatörü Helge Eggers, seçilen yaklaşımın ikinci büyük avantajını: “Şimdiye kadar, renkli perovskit güneş pillerinin renk izlenimi gelen ışığın açısına bağlıydı. Bizim yöntemimizle renk, gelen güneş ışınımının açısından neredeyse bağımsızdır ve her zaman aynı görünür.” diye açıklıyor. Renk izlenimi, katmanlar arasındaki girişim etkilerine bağlı olmadığından ve pigment parçacıklarının seçici ışık yansımasıyla oluşturulduğundan, renk algısı açıyla değişmediğinden bu çalışma renklendirilmiş perovskite fotovoltaik stratejilerinin çoğundan ayrılıyor. Geniş bir dizi deneyde araştırmacılar, orijinal olarak silisyum güneş modülleri için geliştirilen yöntemin, perovskite güneş modüllerine de verimli bir şekilde uygulanabileceğini kanıtladılar. Camgöbeği, macenta ve sarı renkli güneş pilleri, güneş enerjisini güce dönüştürürken orijinal verimliliğin %60’ına ulaştı2.
Seçilen yaklaşımın üçüncü avantajı, inkjet baskı kullanıldığı için renklerin karıştırılabilir olmasıdır. Bu sadece geniş bir renk yelpazesine yol açmaz, aynı zamanda karmaşık renk desenlerini basmak da mümkündür. Araştırmacılar, çeşitli yapı malzemelerine benzeyen güneş modülleri üretti. Beyaz mermer optikli perovskite güneş modülleri %14’e varan çok yüksek bir verime ulaştı. Eggers, “Binaya entegre fotovoltaiklerde, fotovoltaik sistem çatılara veya cephelere kurulmayacak, bir modül ile değiştirilecek. Sonuç olarak ek maliyetlerden kaçınılacaktır. Binaya entegre fotovoltaikler için, düşük verimliliğe sahip entegre bir güneş pilinin hiç güç sağlamayan bir duvardan daha iyi olduğu söylenebilir. Bu açıdan, %14’lük bir verimlilik muazzamdır.” diyor.
Kaynaklar
- https://techxplore.com/news/2022-02-perovskite-solar-modules-marble.html
- Eggers, H., Gharibzadeh, S., Koch, S., Schackmar, F., Ritzer, D., Abzieher, T., … & Paetzold, U. W. (2022). Perovskite Solar Cells with Vivid, Angle‐Invariant and Customizable Inkjet‐printed Colorization for Building‐Integrated Photovoltaics. Solar RRL.