Perovskit piller yeni bir verimlilik rekoru kırdı

Yorumlar

İsviçre merkezli araştırma ekibi, ince filmler üzerine kristal yerleştirmek için uğraştıkları çalışmada, son aşamaya oldukça yaklaştılar. Yeni teknolojide artık son düzenlemelerin yapıldığı araştırmanın ticari alana giriş yapması durumunda üretim maliyetlerini düşürmesi ve güneş enerjisinin halihazırda ucuzlayan maliyetlerini daha da ucuzlaştırması bekleniyor.

Profesör Michael Graetzel ve araştırma ekibinin yürüttüğü çalışma ile kömür ile elektrik enerjisi üretme devri sona erebilir zira güneş enerjisinde yaşanan gelişmeler, kömürden elektrik elde ediniminin sınırlarını zorlamakta. Yapılan araştırmada perovskit adı verilen kristaller kullanılıyor. Perovskit kristallerinin özelliği ise göreceli olarak üretimlerinin kolay olması ve silikondan çok daha ucuza mal olmaları.

Perovskit kristallerinin bu özelliğini keşfeden araştırmacılar, materyal üzerinde çalışmaya yaklaşık on yıl önce başlamışlardı. 2009 yılında bu teknolojiyle %4’ten daha az bir verimle güneş enerjisi dönüştürülebilirken, dünyanın değişik yerlerinde faaliyet gösteren araştırma ekiplerinin çalışmaları sayesinde verimlilik rakamı hızlı bir şekilde iki haneli rakamlara ulaşmayı başardı.

Perovskit güneş pillerinin oluşturulmasında kullanılan yöntem ise basitçe ince bir film üzerinde “kristal yetiştirmek” olarak adlandırılabilir. Bu süreçte asıl zor olan şey, oluşturulan katmanın olabildiğince yekpare bir yapıya sahip olmasını sağlamak. Bunu yaparken de her bir kristal taneciğinin yeterince büyük olması sağlanmak zorunda.

Kristallerin yetişmesini sağlamak için belirli bir oranı olan ham maddelerden oluşan bir solüsyonun iletken bir cama püskürtülmesi ve daha sonra oluşan bu yapıya ısı verilmesi gerekiyor. Kristaller, solüsyonun kuruması sırasında oluşuyorlar. Graetzel’in takımı ise üretim sürecinde yapacakları bir değişiklikle daha yekpare bir katman oluşturmanın yolunu bulmuş durumdalar. Bu çözümlerden biri, katman püskürtülürken oluşan fazladan tabakanın döndürülmesi. İkinci çözüm ise ısı aktarımı sırasında gerçekleşen buharlaşmanın vakumlanması.

Graetzel’in takımı, yeni geliştirilen bu süreçle birlikte oluşturulan filmin daha yekpare bir yapıya sahip olduğunu ve geride kalan “tohumların” yüksek kalite kristaller üretmeye daha meyilli olduğunu buldular. Laboratuvardan yapılan açıklamaya göre yeni üretim tekniğiyle birlikte dönüşüm verimliliği %20’nin üzerine çıkmış durumda.

Üretim tekniğinde yapılan iyileştirmelerin yanı sıra, Graetzel’in laboratuvar ekibi kullanılan malzemelerin maliyetini düşürme konusunda da başarıya ulaşmış durumdalar. Örnek vermek gerekirse geçtiğimiz ocak ayında bir duyuru yayınlayan ekip, değiştirilen bir malzeme sayesinde aynı verim alınırken üretim maliyetinde %80 oranında bir düşüş gerçekleştirdiklerini kamuoyuyla paylaşmıştı.

Perovskit güneş pillerinin, kömürden enerjisinden gerçekleştirilecek dönüşüme katkı sağlayacağı bir gerçek ancak silikon teknolojisini ortadan kaldıracağını söylemek için henüz çok erken.

Bunun önündeki bir engel, geleneksel perovskit güneş pillerinde kullanılan ana bileşen. Bu sorunun çözülmesi durumunda ise silikon üzerine katman halinde yerleştirilen perovskit güneş enerjisi pilleriyle birlikte Graetzel %30’un üstünde bir verim yakalanacağını öngörüyor. Bu tarz bir güneş pili aynı zamanda sadece silikondan oluşan bir pile göre de daha ucuz olacak.

Böyle bir durumda ise perovskitler silikon endüstrisini öldürmek yerine, kullanım ömrünü de uzatmış olacaktır.