Perovskit-Silikon hücre ile güneş panellerinin verimliliğinde büyük artış.
Dünyanın en büyük güneş paneli üreticisi Longi, tandem perovskit-silikon güneş hücresi kullanarak %34.6’lık bir enerji dönüşüm verimliliği elde etti. Bu yeni rekor, standart silikon hücrelerin verimliliğini %7’den fazla aşarak yenilenebilir enerji alanında büyük bir sıçrama yaratma yolunda.
Perovskit: Mucize malzeme ve Tandem Perovskit hücrelerin geleceği
Perovskit, aslında kalsiyum titanat (CaTiO₃) bileşimine sahip bir mineral ailesinin genel adıdır. Ancak güneş enerjisi alanında kullanılan perovskitler, genellikle organik-inorganik kurşun veya kalay halojenür bazlı bileşiklerdir. Bu malzemeler, düşük maliyetli, esnek ve yüksek verimli güneş hücreleri üretmek için muazzam bir potansiyel sunar.
Perovskit güneş hücrelerinin gelişimi, özellikle tandem hücreler olarak bilinen yapılandırmalarla önemli bir ilerleme kaydetmiştir. Tandem perovskit hücreler, iki veya daha fazla farklı malzeme katmanının birleştirilmesiyle oluşturulur. Bu katmanlar, Güneş’in spektrumunun farklı bölümlerini absorbe ederek daha geniş bir enerji aralığını kullanabilirler. Örneğin, üst katman yüksek enerjili mavi ışığı absorbe ederken, alt katman daha düşük enerjili kırmızı ışığı emer.
Perovskit-Silikon hücrelerin avantajları
Tandem perovskit-silikon hücreler, tek katmanlı silikon hücrelere göre daha yüksek verimlilik sağlar. Bu yeni hücreler, teorik olarak %43’e kadar verimlilik sağlayabilirken, standart silikon hücrelerin sınırı %29 civarındadır. Perovskit hücrelerin üretimi, mevcut silikon hücrelere göre daha düşük maliyetli olabilir, bu da güneş enerjisini daha ekonomik hale getirir. Ayrıca, perovskit hücreler esnek ve hafif yapıları sayesinde çeşitli yüzeylerde kullanılabilir ve taşıma maliyetlerini azaltır. Perovskit hücrelerin üretim süreci, geleneksel silikon hücrelere göre daha hızlıdır, bu da üretim kapasitesini artırır.
Görsel: Oxford PV
Tandem hücrelerin geleceği
Araştırmacılar, perovskit-silikon tandem hücrelerin geliştirilmesiyle enerji dönüşüm verimliliğinde önemli artışlar öngörüyorlar. Bu hücrelerin ticari olarak yaygınlaşması, dünya genelinde yenilenebilir enerji kaynaklarının daha fazla kullanılmasının yolunu açacak. Longi’nin elde ettiği yeni verimlilik rekoru, perovskit-silikon tandem hücrelerin potansiyelini ortaya koyuyor. Şirket, elektron taşıma katmanının ince film birikim sürecini optimize ederek ve yüksek verimlilikteki kusur geçiş malzemelerini geliştirerek bu rekoru kırmayı başardı. Bu ilerlemeler, tandem hücrelerin ticari olarak daha erişilebilir hale gelmesine olanak sağlayacak.
Oxford PV gibi firmalar da perovskit tabanlı güneş hücrelerinin ticari üretimi konusunda önemli adımlar atıyorlar. Almanya’da kurulan üretim tesisleri, bu hücrelerin yaygınlaşmasını hızlandıracak ve güneş enerjisi pazarında önemli bir değişim yaratma yolunda.
Global enerji dönüşümünde işbirlikleri
Bu rekor, Shanghai’daki 17. Uluslararası Güneş Fotovoltaik ve Akıllı Enerji Konferansı’nda (SNEC) duyuruldu. Ayrıca, Longi’nin Suudi enerji firması ACWA Power ile global enerji dönüşümünü hedefleyen yeni bir işbirliği anlaşması da açıklandı. Longi, bu rekoru “elektron taşıma katmanının ince film birikim sürecini optimize ederek, yüksek verimlilikteki kusur geçiş malzemelerini geliştirerek ve yüksek kaliteli arayüz geçiş yapıları tasarlayarak” elde ettiğini belirtiyor.
Ticari üretim ve gelecek
Birleşik Krallık merkezli Oxford PV, Almanya’da kurduğu üretim tesisinde bu yıl ilk müşteri siparişlerini karşılamayı hedefliyor. Nanjing Üniversitesi’nden araştırmacılar, perovskit güneş panellerinin ekonomik olarak uygun üretimini sağlayabilecek tasarım yenilikleri bildirdi. Gelecek nesil panellerin, geleneksel silikon hücrelere göre hem %50 daha ucuz hem de %50 daha verimli olması bekleniyor.
Perovskit’in sınırları ve geleceği
Chris Case, Oxford PV’nin Baş Teknoloji Sorumlusu, perovskitin mevcut silikon güneş panellerinin sınırlamalarını aşma potansiyeline dikkat çekti. Ancak, asıl zorluğun dayanıklılık ve güvenilirlik sağlamak olduğunu belirtti. Sürekli araştırma ve geliştirme çalışmaları, verimliliği daha da artırmak yerine bu yönlere odaklanmalı.
Perovskit-silikon tandem hücreler, güneş enerjisi sektöründe çığır açan bir potansiyele sahip. Verimlilik rekorları kırılırken, ticari üretim de hızla ilerliyor. Bu gelişmeler, güneş enerjisinin daha yaygın, daha ekonomik ve daha sürdürülebilir bir enerji kaynağı haline gelmesini sağlayacak.