Yeni geliştirilen esnek perovskit güneş hücreleri, nadir toprak metallerine bağımlılığı azaltarak, düşük maliyetli ve sürdürülebilir bir enerji üretim süreci sunuyor. Hafif ve esnek yapısıyla, dizel jeneratörlere alternatif olarak geniş kullanım alanlarına sahip.
İngiltere’nin Sunderland kentinde faaliyet gösteren Power Roll, esnek güneş enerjisi teknolojileri üzerine çalışmalar yürütüyor. Sheffield Üniversitesi (The University of Sheffield) ile süregelen iş birliği kapsamında geliştirilen yeni perovskit güneş hücreleri, nadir toprak metallerine bağımlılığı azaltarak daha sürdürülebilir ve düşük maliyetli bir üretim sürecine imkan tanıyor. Hafif ve esnek yapıya sahip bu yeni teknoloji, çatı kaplamalarından, bağımsız enerji sistemlerine kadar geniş bir kullanım yelpazesi sunuyor.
Daha sürdürülebilir güneş enerjisi üretimi mümkün mü?
Perovskit güneş hücreleri henüz gelişmekte olan bir teknoloji olsa da akademik araştırmalar, ürün geliştirme süreçlerini hızlandırıyor ve bilimsel anlayışı ileri taşıyor. Son çalışma, nadir toprak elementlerinden bağımsız, daha düşük maliyetli, ölçeklenebilir ve çevre dostu güneş hücreleri geliştirmek için yeni tasarımlar sunuyor.
- İleri düzey güneş hücresi tasarımı: Plastik film üzerine 1.5 μm’lik kanalların kabartma yöntemiyle işlenmesi sayesinde düşük maliyetli ve yüksek verimli üretim mümkün hale geliyor.
- Sürdürülebilir malzeme kullanımı: İndiyum gibi pahalı ve az bulunan malzemelerin ortadan kaldırılmasıyla hem ekonomik hem de çevresel sürdürülebilirlik sağlanıyor.
- Rulo-rulo üretim tekniği: Yüksek verimli üretim sürecini mümkün kılan bu yöntem, ticari ölçekte geniş çaplı üretimi destekliyor.
- Esnek ve hafif güneş filmleri: Nadir toprak metallerine ihtiyaç duymayan tasarım, güneş enerjisinin çatı uygulamaları ve şebekeden bağımsız enerji sistemleri gibi çeşitli alanlara entegrasyonunu kolaylaştırıyor.
Bu yenilikçi teknoloji, dizel jeneratörlere kıyasla daha düşük maliyetle ve çevresel etkisi minimum seviyede esnek güneş filmlerinin üretimini mümkün kılıyor. Geleneksel jeneratörler yakıt bağımlılığı ve yüksek bakım gereksinimi ile bilinirken, bu yeni nesil güneş panelleri, enerji maliyetlerini düşürerek sürdürülebilir bir alternatif sunuyor.
BloombergNEF verilerine göre, esnek güneş panellerinin 2030 yılına kadar küresel fotovoltaik pazarında önemli bir yer edinmesi bekleniyor. Ayrıca, MarketsandMarkets raporlarına göre, ince film güneş paneli pazarının 2028 yılına kadar 250 milyar Sterlinlik bir büyüklüğe ulaşacağı öngörülüyor.
Güneş enerjisinde 10 yılı aşkın işbirliği
Power Roll ve Sheffield Üniversitesi, yenilenebilir enerjiyi daha erişilebilir ve sürdürülebilir hale getirmek için 10 yılı aşkın süredir birlikte çalışıyor. Ortak araştırmalar, güneş hücrelerinin performansını ve üretim süreçlerini iyileştirmeye odaklanıyor.
Bu çalışmalar kapsamında, güneş hücrelerinin yapısını ve bileşimini analiz etmek için geliştirilen yeni nesil X-ışını mikroskobu kullanıldı. Bu teknik, yarı iletken malzeme içinde gözle görünmeyen kusurları, boşlukları ve kristal sınırlarını tespit ederek iyileştirme yolları sunuyor. Ayrıca, gelişmiş akım tepki görüntüleme analizleri sayesinde güneş hücrelerinin mekansal performansı değerlendirildi.
Sheffield Üniversitesi, sürdürülebilirlik ve ileri üretim teknolojileri konularında küresel ölçekte tanınan bir araştırma merkezi konumunda. Güneş enerjisi malzemeleri ve üretim süreçleri üzerine yürüttüğü projelerle sektöre yön veriyor. Daha önce de çözeltiden işlenebilir güneş hücreleri ve ileri görüntüleme teknikleri üzerine önemli çalışmalar gerçekleştirdi.
Akademiyle sektörün buluşması
Power Roll ekibinden araştırma bilimcisi Dr. Nathan Hill, akademik araştırma ile sanayi inovasyonunun birleşmesinin önemini vurguladı: “Bu ortaklık, ileri araştırmalar ve sanayi uzmanlığının birleşmesiyle yenilenebilir enerjide dönüştürücü teknolojilerin nasıl geliştirilebileceğini gösteriyor. Geliştirilen teknoloji, küresel net sıfır hedeflerine ulaşmada önemli bir rol oynayabilir.”
Sheffield Üniversitesi Matematik ve Fizik Bilimleri Fakültesinden Profesör David Lidzey ise araştırmanın stratejik önemine dikkat çekti: “Güneş enerjisi araştırmalarımızın öncelikli alanlarından biri ve çözeltiden işlenebilir güneş hücreleri üretimi için yenilikçi teknikler geliştirmek konusunda uzmanız. Gelecekte de yeni projelerle bu alanı daha da ileri taşımayı hedefliyoruz.”
Güneş enerjisinin geleceği
Araştırma, perovskit güneş hücrelerinde kullanılan yeni kabartma tekniğinin, üretim maliyetlerini düşürerek verimliliği artırdığını ve ticari ölçekte uygulanabilir hale getirdiğini ortaya koyuyor. Devam eden araştırmalar, perovskit güneş hücrelerinin ticarileşme sürecini hızlandırarak maliyetleri düşürmeyi ve enerji verimliliğini artırmayı hedefliyor. Önümüzdeki yıllarda, bu teknolojinin bina kaplamaları, taşınabilir enerji sistemleri ve şebeke dışı çözümler gibi çeşitli alanlarda yaygın şekilde kullanılması bekleniyor.