Yeni güneş pili verimlilikte rekor kırdı

Sistemin İşleyişi
Güneş enerjisine güven duyulabilir
Piyasaya ne zaman çıkacak?
Yorumlar

Halihazırda Shockley-Queisser Limiti’ne göre teorik verimliliği %32 olan güneş pilleri, MIT’den bir araştırma ekibinin geliştirdiği ve ilk gösterimini yaptığı yeni teknoloji ile bu sınırı aşacaklar. Yapılan gösterimde yer alan silikon güneş pilleri özel bir materyal ile modifiye edilmiş ve bu değişimle birlikte yaşanan verimlilik artışı silikon güneş pili sektörü için devrim niteliğinde bir gelişme olarak nitelendirilebilir.

Sistemin İşleyişi

Termofotovoltaik olarak adlandırılan bu teknolojide özel olarak üretilen materyaller güneşten gelen ısıyı güneş piline ulaşmadan önce hapsediyor. Sonrasında, sisteme konulan ekstra materyaller sıcaklığı dalga uzunlukları ayarlanan termal radyasyon olarak salıyorlar ve bu salınım güneş pili tarafından soğuruluyor.

Güneş enerjisine güven duyulabilir

Güneş enerjisine karşı çıkanların çoğu, güneş enerjisini yeterince dengeli olmamakla suçluyorlar. Ancak enerji depolama, akıllı enerji şebekeleri ve gelişmiş hava durumu modellemeleri gibi teknolojilerle güneş enerjisi güvenilir olmayan enerji türü olmaktan çok uzak.

Bu yeni teknolojiyle ise güneş enerjisine karşı çıkanların argümanları daha da fazla çürümüş olacak zira bu teknoloji ile birlikte bulutlu günlerde bile güneşten alınan enerjinin dönüşümü daha verimli hale gelecek. Konulan ekstra materyal tam olarak nanofotonik kristallerin ve dikey sıralanmış karbon nanotüplerinin birleşiminden meydana geliyor. Bu materyal adeta bir mini entegre depolama ünitesi gibi davranarak bulutların güneşin önünden geçişi sırasında yaşanan anlık ışık azalmalarını ve artışlarını telafi edebiliyor.

Termal element aynı zamanda yeni güneş pillerinin bağımsız termal enerji depolama sistemleriyle eşlenmesinde de büyük katkı sağlıyor.

Araştırma ekibinin karbon nanotüpleri kullanmasının sebebi ise bu maddenin renk tayfını kusursuz bir şekilde soğurabilmesi. Bu şekilde güneş pili, ısı formunda gelen bütün güneş enerjisini yakalayabiliyor. Isı, ışık şeklinde tekrar salındığında ise kristaller bu ışığı renklere çevirerek fotovoltaik materyalin en verimli şekilde çalışabilmesini sağlıyor.

Teorik maksimum değer rekorunu kırmak ise aslında çok karmaşık bir işlem zira bunu yapabilmek için yüksek ısıyı muhafaza edebilecek bir yoğunlaştırıcı güneş sistemi ve istenen dalga uzunluklarını istenmeyenlerden ayıklayabilecek bir optik filtre gerekiyor.

Peki sistemin maliyeti, sarf edilen çabaya değiyor mu? Araştırmacılar sistemin, yoğunlaştırıcı güneş sisteminin yaşam döngüsü maliyetlerini düşürmek için uygulanabileceğini; maliyetin düşmesinin ise ısı üretimi kontrolü ve hasar olasılığının azaltılması ile sağlanacağını düşünüyorlar.

Piyasaya ne zaman çıkacak?

Üzerinde çalışılan yeni güneş pilinin piyasaya hemen çıkacağını düşünmek hata olur zira araştırmacılar şu anda kavram kanıtlama aşamasının birkaç adım ilerisindeler. Tam adını vermek gerekirse erken gösterim aşamasındalar. Görseldeki sistem düşük verimliliğe sahip bir fotovoltaik pil.

Araştırmanın sonucunda elde edilen verim oranı %6,8. Oldukça düşük görünen bu verimlilik oranının, araştırmacıların tam olarak hedefledikleri rakam olduğunu belirtmekte fayda var. Araştırma takımından David Bierman’ın açıklamalarına göre sistem optimize edilmemiş olmasına ve erken gösterim aşamasında olmasına rağmen güneş ve güneş pili arasına konan ekstra materyal ile termal sistemin verimlilik potansiyeli kanıtlanmış durumda. Bierman’a göre Shockley-Queisser limiti çoktan aşılmış durumda.