By Science Daily.com‘da Wilson da Silva imzası ile yayımlanan yazı İzzet Okbay tarafından Türkçe’ye çevrildi
***
Onlar esnek, üretimi ucuz ve basitler. Bu yüzden perovskitler, güneş pili tasarımında en sıcak yeni materyal olarak gözüküyor. Avustralyalı mühendisler bu yeni bileşen ile dünya verimlilik rekorunu başka bir düzeye çıkardı.
Anita Ho-Baillie, UNSW’de Avustralya Yüksek Fotovoltaikler Merkezi’nde araştırmacı ve yeni perovskite hücre araştırmacısı.
2 Aralık Cuma günü Canberra’daki Asya Pasifik Solar Araştırma Konferansı‘nda konuşan Avustralya Gelişmiş Fotovoltaikler Merkezi (ACAP)‘nin Kıdemli Araştırma Görevlisi Anita Ho-Baillie, UNSW’deki (University of New South Wales) ekibinin perovskit güneş pilleri ile bugüne kadarki en yüksek verimlilik derecesine ulaştığını açıkladı.
% 12,1 verimlilik derecesi, en yüksek enerji dönüşüm etkinliği ile sertifikalandırılmış en büyük tekli perovskit fotovoltaik hücre olan 16 cm2‘lik bir perovskite güneş pili ve bağımsız olarak, Bozeman, Montana’daki Newport Corp uluslararası test merkezi tarafından doğrulandı. Yeni hücre, kayıtlı mevcut sertifikalı yüksek verimli perovskit güneş pillerinden en az 10 kat daha büyük.
Ekibi ayrıca 1.2 cm2 tekli perovskite hücrede %18 verimlilik derecesine ve 16cm2 dört hücreli bir perovskite mini modül için% 11.5’e ulaştı ve her ikisi de bağımsız olarak Newport tarafından onaylandı.
Ho-Baillie, “Bu, fotovoltaik tasarımı ilerletmek için birçok takımın yarıştığı çok sıcak bir araştırma alanı” dedi. “Perovskitler, %3.8 verimlilik derecesi ile 2009 yılında çıkageldiler ve o zamandan beri sıçrayış gösterdiler. Bu sonuçlar UNSW’yi dünyanın en gelişmiş yüksek performanslı perovskit güneş enerjisi üreten en iyi grupları arasına yerleştirdi. Bence bir yıl içinde %24’e varabiliriz” dedi.
Perovskit, hibrit bir organik-inorganik kurşun veya kalay halojenür temelli malzeme ışık hasat eden aktif kat olarak işlev gören yapılandırılmış bir bileşiktir. Şimdiye kadarki en hızlı gelişen güneş enerjisi teknolojileri olup, caziptir çünkü bileşik üretmek için ucuzdur ve üretimi basittir ve hatta yüzeylere püskürtülebilir.
Ho-Baillie, “Çözünür perovskite çözeltisinin çok yönlülüğü, püskürtme-kaplama, baskı veya güneş pilleri üzerine boya yapılmasını mümkün kılıyor” dedi. “Kimyasal bileşimlerin çeşitliliği ayrıca hücrelerin şeffaf olmasına veya farklı renklerden oluşmasına izin veriyor, binaların, cihazların ve arabaların güneş hücreleriyle her yüzeyini kapatabildiğini hayal edin.”
Dünya ticari güneş pillerinin çoğu rafine edilmiş, yüksek oranda saflaştırılmış bir silikon kristalden yapılmış ve en verimli ticari silikon hücreler (PERC hücreleri olarak bilinir ve UNSW’de icat edilmiştir) gibi 800°C’nin üzerinde çoklu yüksek sıcaklıkta pişirilmesi adımları gerektirir. Öte yandan, perovskitler düşük sıcaklıklarda ve silikon hücrelere göre 200 kat daha ince yapılır.
Silikon hücrelerin üretiminde harcanan enerji yukarıda bahsedilen çoklu yüksek sıcaklıkta pişirilme işlemi yüzünden yüksektir.
Her ne kadar perovskitler uygun maliyetli güneş enerjisi için çok fazla umut veriyorsa da, şu an dalgalanan sıcaklık ve neme maruz kalmaktadırlar, bu da korunmadan sadece birkaç ay sürmektedir. Dünyadaki diğer her takımın yanısıra Ho-Baillie’ın takımı da dayanıklılığı uzatmaya çalışıyor. Mühendislerin katmanlı silikon ile 40 yılı aşkın bir süreden beri öğrendiklerinden dolayı, bunu genişletebileceklerinden eminiz.
Bununla birlikte, afetlere müdahale, cihaz şarj etme ve dünyanın elektriksiz bölgelerinde aydınlatma gibi atılabilir düşük maliyetli, yüksek verimli güneş pilleri olarak şimdiden cazip birçok mevcut uygulama vardır. Perovskite güneş pilleri, uygulanabilir fotovoltaik teknolojiler arasında en yüksek güç / ağırlık oranına sahiptir.
ACAP Direktörü ve Ho-Baillie’nin danışmanı Martin Green, “Perovskitlerin avantajlarını değerlendireceğiz ve daha büyük alanlara ölçeklendirme ve hücre dayanıklılığını iyileştirmek gibi ticarileştirme için önemli konular üzerinde çalışmaya devam edeceğiz” dedi. Projenin amacı perovskite güneş pil verimliliğini% 26’ya yükseltmek.
Araştırma, Avustralya Yenilenebilir Enerji Ajansı’nın (ARENA) ‘solar mükemmellik’ girişimi aracılığıyla 3.6 milyon dolarlık finansmanla desteklenen bir işbirliğinin bir parçası. ARENA CEO’su Ivor Frischknecht, başarının erken dönem yenilenebilir enerji teknolojilerini desteklemenin önemini gösterdiğini söyledi: “Gelecekte, bu dünyanın önde gelen Ar-Ge’leri, çatıdaki güneş enerjisi ile hane halkı ve işyerleri için hem de ARENA’nın büyük ölçekli güneş enerjisine yaptığı yatırımla gelişmekte olan büyük solar projeleri için verimlilik kazanımları sağlayabilir.”
Bir perovskit solar hücre yapmak için, mühendisler kristalleri, onu keşfeden Rus mineralojisti Lev Perovski’den alan ‘perovskite’ adı verilen bir yapıya dönüştürürler. Önce bir bileşim seçmesini bir sıvıda eritip ‘mürekkep’ haline getirirler, bunu elektrik ileten özel bir cam üzerine bırakırlar. Mürekkep kuruyunca hafif ısı uygulandığında camın üstünde kristalleşen ince bir filmin arkasında bırakılır ve ince bir perovskit kristal tabakası oluşur.
Zor kısım, solar hücrenin maksimum miktarda ışığı emmesini sağlamak için ince bir perovskit kristal film geliştirmektir . Dünya çapında mühendisler fotovoltaik verimi artırmak için büyük kristal taneleri olan pürüzsüz ve düzenli perovskit tabakaları oluşturmak için çalışıyorlar.
2004’te UNSW’de doktorasını tamamlayan Ho-Baillie, günümüzde Sydney, Şanghay ve Hong Kong suyollarında işletmeci olan ticari amaçlı deniz feribotlarına güneş enerjisi hücrelerini entegre eden Avustralyalı bir şirket olan Solar Sailor‘un eski bir şef mühendisi.
Avustralya Gelişmiş Fotovoltaik Merkezi, ortakları Queensland Üniversitesi, Monash Üniversitesi, Avustralya Ulusal Üniversitesi, Melbourne Üniversitesi ve CSIRO Üretim Sancak Gemisi olan UNSW’de kurulu ulusal bir araştırma işbirliğidir. Bu işbirliği, ARENA ve ortakları Arizona Devlet Üniversitesi(ABD), Suntech Power(Çin) ve Trina Solar(Çin) tarafından verilen yıllık hibe ile finanse edilir .
Yazının İngilizce Orjinali
Türkçe’ye Çeviren: İzzet Okbay
Wilson da Silva
Comments