Silikon bazlı güneş pillerinde yeni verimlilik rekoru: Yüzde 25.2 verimli

İki maddenin uyumu çok önemli
Yorumlar

Silikon, güneş pilleri için uzun yıllardır kullanılan bir malzeme. Tabi bunun arkasında üç temel neden yatıyor: Silikonun ucuz, istikrarlı ve verimli olması. Ucuzluk ve istikrar konusunda çok başarılı olsa da verimlilik konusunda güneş pillerinin genelinde olduğu gibi silikon bazlı güneş pilleri de henüz istenilen oranları yakalayabilmiş değil. Bu da silikon bazlı, düşük maliyetli güneş pillerinin yaygın olarak kullanılmasına engel oluyor. İsviçreli araştırmacıların geliştirdiği çözüm ve ulaştığı verimlilik oranı ise silikon bazlı güneş pillerinin geleceği için umut verici.

İki maddenin uyumu çok önemli

Araştırmanın yazarlarından Florent Sahli ve Jérémie Werner silikon perovskit güneş pillerinin verimliliği artırmanın yolunun silikon ve perovskiti başarılı bir şekilde birleştirmeden geçtiğini belirtiyor. İkiliye göre ancak bu şekilde güneş spektrumunun kullanımını en üst düzeye çıkarabilir ve üretilen güç miktarı artırılabilir. Perovskit yeşil ve mavi ışığı elektriğe çevirmede daha iyidir, silikon ise kızıl ve kızılötesi ürünler üzerinde etkilidir. böylece doğru bir birleştirme ile daha geniş spektrum yelpazesine ulaşılır. Tabi bu birleştirme işlemi sanıldığı kadar kolay değil.

Normalde perovskit, yüzeye bir sıvı olarak çökeltilir ancak silikonun dokusu çökelmeyi zorlaştırıyor. Çökelme tamamlandığında silikon dokuda havuz haline gelmiş perovskit tabakası ve birkaç mikron yüksekliğinde piramiti andıran perovskit tepecikleri oluşuyor. Bu durumda tepecikler güneş ışığını iyi bir şekilde absorbe etse de zemindeki tabaka aynı etkinliği gösteremiyor ve verimlilik düşüyor. İsviçreli araştırmacılar ise laboratuvarda bir dizi işlem gerçekleştirerek perovskit tabakasının tepenin üzerinde kristalleşmesini ve tüm silikon yüzeyini kaplayan ince bir film oluşturmasını sağladı. Sürecin sonunda yüzde 25.2'lik verimlilik oranı ile silikon bazlı güneş pillerinde yeni bir rekor kırıldı.

Laboratuvarda çok fazla işlem yapılmasına rağmen araştırmacılar sürecin oldukça basit olduğunu ve sadece birkaç ekstra adımla mevcut üretim süreçlerine eklenebileceğini belirtiyor. Yani günümüzde yüzde 20-22 verimlilik oranına sahip olan silikon bazlı güneş pilleri çok fazla ekstra maliyet olmadan yüzde 25.2 verimlilik oranına ulaşabilecek. 2009 yılında standart silikon güneş pillerinin sadece yüzde 3.8 civarında verimlilik oranına sahip olduğunu düşünürsek 10 yılda ulaşılan seviyenin ne kadar umut verici olduğunu çok daha iyi görebiliriz. İsviçreli araştırmacıların ise yeni rekorla yetinmek gibi bir niyetleri yok; araştırmacılar yeni yöntemle yakın bir zamanda yüzde 30 ve üstünde verimlilik oranlarına ulaşılabileceğini belirtiyor.