Solar panel, az maliyetle yüzde20 daha verimli hale gelecek

Başak Nur GÖKÇAM

Solar panel sektörü her geçen gün kendini ge­liştirmeye devam edi­yor. Dünya artık temiz ener­jide de verimlilik elde etme­nin yollarını arıyor. Amerika Birleşik Devletleri (ABD)’nin Kansas eyaletinde yer alan Kansas Üniversitesi araştır­macıları, solar panel sektörü için umut vadeden bir çalış­maya imza attı. Yapılan yeni çalışmaya göre yeni bir orga­nik yarı iletken sınıfının per­formansını kısmen çözen mikroskobik mekanizma keş­fedildi. Söz konusu yeni mal­zemenin yüzde 20 daha ve­rimli olabileceği öngörülüyor.

Advanced Materials dergi­sinde yayınlanan çalışmaya ilişkin konuşan Kansas Üni­versitesi fizik ve astronomi doçenti Wai-Lun Chan, “Bu malzemeler, tıpkı bir duva­rı boyadığımız gibi, çözüm ta­banlı yöntemler kullanılarak keyfi yüzeylere kaplanabildi­ğinden, güneş panelleri için üretim maliyetini potansiyel olarak düşürebilirler.

Bu orga­nik malzemeler, seçilen dalga boylarında ışığı emecek şekil­de ayarlanabilir ve bu da şef­faf güneş panelleri veya farklı renklerde paneller oluşturmak için kullanılabilir. Bu özellik­ler, organik güneş panellerini özellikle yeni nesil yeşil ve sür­dürülebilir binalarda kullanım için uygun hale getirir” dedi.

Hem daha ucuz hem de çevre dostu

Dünyada bol miktarda bu­lunan daha ucuz ve çevre dos­tu karbon bazlı olan yarı ilet­kenlerin cep telefonları, tele­vizyonlar ve sanal gerçeklik başlıkları gibi tüketici elekt­roniğinin ekran panelinde za­ten kullanıldığını fakat tica­ri güneş panellerinde yaygın bir şekilde kullanılmadığını belirten araştırmacılar, sık­lıkla kullanılan organik güneş hücrelerinin yüzde 25 verim­lilikle çalışan tek kristal sili­kon güneş hücrelerine kıyasla yaklaşık yüzde 12 daha düşük ışık-elektrik dönüşüm ve­rimliliği olduğunu belirttiler. Araştırmada kullanılan yeni organik yarı iletken sınıfının ise organik güneş hücreleri­nin yüzde 20 daha verimli so­nuç vereceğine dikkat çekildi.

Çevreden enerji kazandılar

Çalışma, Kansas Üniver­sitesi Fizik ve Astronomi do­çenti Wai-Lun Chan ve aynı bölümdeki lisanüstü öğrenci­leri Kushal Rijal, Neno Fuller ve Fatimah Rudayni’nin Kan­sas Üniversitesi’nde kimya profesörü olan Cindy Berrie ile iş birliği yapması doğrultu­sunda hayata geçirildi. Araş­tırmaya ilişkin bilgi veren ve çalışmanın baş yazarı olan Kushal Rijal, “Zamana bağlı iki foton fotoemisyon spekt­roskopisi veya TR-TPPE ola­rak adlandırılan deneysel bir teknik kullanarak ölçüm ya­pıldı.

Bu yöntem, ekibin uya­rılmış elektronların enerjisi­ni pikosaniyenin altında bir zaman çözünürlüğüyle (bir saniyenin trilyonda birinden daha az) izlemesine olanak sağladı. Söz konusu ölçümler­de, NFA’daki optik olarak uya­rılmış elektronların bazıları­nın çevreye enerji kaybetmek yerine çevreden enerji kaza­nabildiği gözlemlendi” dedi.

 Yeni nanoyapılar tasarlanmasına olanak tanıyacak

Keşfedilen yeni malzeme ile altta yatan yük ayırma mekanizmasını anlamanın, araştırmacıların nanometre ölçeğinde ısı veya enerji akışını yönlendirmek için entropiden faydalanacak yeni nanoyapılar tasarlanmasına olanak tanıyacağını belirten Rijal, “Entropi fizik ve kimyada iyi bilinen bir kavram olmasına rağmen, enerji dönüşüm cihazlarının performansını iyileştirmek için nadiren aktif olarak kullanılmıştır” bilgisini verdi.

Güneş yakıtı üretiminin önü açılacak

Araştırma ekibi, keşfedilen mekanizmanın daha verimli güneş hücreleri üretmek için kullanılabileceğine inanırken, aynı zamanda araştırmacıların güneş yakıtı üretimi için daha verimli fotokatalizörler tasarlamalarına da yardımcı olabileceğini düşünüyorlar. Güneş yakıtı üretimi, karbondioksiti organik yakıtlara dönüştürmek için güneş ışığını kullanan bir fotokimyasal işlem olduğu için, emisyon azaltımında önemli bir etken oluşuyla biliniyor.