Araştırmacılar, sürdürülebilir enerji depolama yöntemlerinden olan güneş enerjisi hücreleri üzerinde çalışmaya devam ediyorlar. Şimdi geliştirilen yeni iki güneş enerjisi hücresi, bu zamana kadar geliştirilmiş olan güneş enerjisi hücrelerinden çok daha iyi performans sergiliyorlar.
Güneş enerjisi hücresi teknolojisinde büyük değişikliklere neden olabilecek iki yeni güneş enerjisi hücresi çalışmasında da yüksek verimlilik oranları elde edildi. Hatta geliştirilen hücrelerden biri, yüzde 50 verimlilik sınırına kadar dayanmış görünüyor.
Yeni güneş enerjisi hücrelerinde yüzde 47.1 verim elde edildi
Yüzde 47.1’lik bir verimlilikle önemli bir enerji verimi sunan ilk güneş enerjisi hücresi, ABD’de bulunan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından geliştirildi. NREL araştırmacılarının geliştirdiği güneş enerjisi hücresi, şu anda en verimli güneş enerjisi hücresi unvanını çoktan aldı.
NREL araştırmacılarının geliştirdiği güneş enerjisi hücresi, altı eklemli III-V güneş enerjisi hücresi olarak bilinen, altı farklı fotoaktif katmandan oluşan bir güneş enerjisi hücresidir. Bu katmanların her biri, ışık spektrumunun farklı kısımlarından enerji toplayabilen çeşitli malzemelerden oluşur. Güneş enerjisi hücresi, toplamda insan saçından daha ince bir yapıda olan 140 katmandan oluşturuldu.
NREL’de geliştirilen güneş enerjisi hücresi, güneş ışığından 143 kat daha güçlü, tek bir noktaya odaklanan bir ışık altında denendi. Güneş ışıklarına eş değer bir ışık altında yapılan denemede güneş enerjisi hücresi, yüzde 39.2 verimlilik sundu. Araştırmacılar, verimlilikteki bu düşüşü güneş ışıklarını daha güçlü odaklayacak bir ayna ile giderebileceklerini söylüyorlar.
Dünyanın ilk perovskit-CIGS güneş enerjisi hücresi
Bir diğer güneş enerjisi hücresi çalışmasını da Almanya’da bulunan Helmholtz Zentrum Berlin’den (HZB) araştırmacılar gerçekleştirdi. HZB araştırmacılarının geliştirdikleri yeni bir tür tandem güneş enerjisi hücresi, çok ciddi bir verimlilik sundu.
Tandem güneş enerjisi hücreleri iki farklı tipte fotoaktif tabakaya sahip olan hücrelerdir. HZB’den araştırmacılar, geliştirdikteleri tandem güneş hücresinin bir katmanını perovskitten yaptılar. Diğer katman ise ekip tarafından CIGS ismi verilen bakır, indiyum, galyum ve selenyum kombinasyonundan oluşturuldu.
Güneş enerjisi hücresinin oluşturulmasında, ilk önce 3 ila 4 mikrometre kalınlığında olan CIGS katmanının üzerine 0.5 mikrometre kalınlığında perovskit katmanı yerleştirdi. Perovskit görünür ışık toplarken, CIGS kızılötesi ışını topladığı için iki katman beraber iyi bir iş çıkardı. Araştırmacılar, iki katman arasındaki teması iyileştirmek için rubidyum atomunu kullandılar.
HZB’den araştırmacılar, bu yöntemle yüzde 24.16’lık bir verimlilik elde etmeyi başardılar. Bu verimlilik oranı silikon-perovskit tandem güneş enerjisi hücrelerinin sunduğu verimlilik kadar iyi bir oran sunmuyor. Ancak ilk defa perovskit-CIGS tandem güneş enerjisi hücreleri elde ediliyor olduğu göz önünde bulundurulursa, ilerleyen günlerde daha yüksek bir verimliliğin elde edilebileceği düşünülebilir.
