Yeni Geliştirilen Çift Katmanlı Güneş Pili Rekor Kırdı

UCLA Samueli School of Engineering’den bir grup malzeme bilimci, çift katmanlı güneş pili tasarımı sayesinde, günümüz standart güneş panellerine göre gün ışığından daha fazla enerji üretebilen, yüksek verimli bir güneş pili geliştirmeyi başardılar.

Bu yüksek verimli güneş pili, güneşten enerji elde etmede verimli olduğu kanıtlanmış olan bir kurşun-iyot bileşiğinden elde edilen ince bir perovskite tabakasının ticari olarak temin edilmiş olan bir güneş pili üzerine püskürtülmesi ile elde edilir. Sistemin, alt katmanını oluşturan güneş pili, bakır, indiyum, galyum, selenit veya CIGS bileşiğinden imal edilir.

Yeni Güneş Pili Yapısı ve Verimi

Ekibin geliştirmiş olduğu ise perovskite-CIGS tandem güneş pilleri arasında enerji dönüştürme verimliliği olarak güneşten gelen enerjinin yüzde 22,4’ünü dönüştürerek rekor kırmış oluyor. Aynı zamanda bu performansı, ABD Enerji Bakanlığı Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’nda yapılan bağımsız testler ile doğrulandı (2015’te IBM’in Thomas J. Watson Araştırma Merkezi’ndeki bir grup tarafından kırılan rekor sonucu yüzde 10,9’du.). UCLA güneş pilinin verimlilik oranı, şu anda fotovoltaik pazarının lideri olan poli-silikon güneş pillerinin verimleri ile benzerdir.

Science dergisinde yayınlanan araştırmaya Yang Yang, UCLA’dan Carol ve Malzeme Bilimi Profesörü Lawrence E. Tanner Jr. başkanlık etti.

Yang, “Tandem güneş pili tasarımımız sayesinde, güneş enerjisi spektrumunun iki farklı bölgesinden aynı güneş pili alanına enerji çekiyoruz” dedi. “Bu, tek katmanlı CIGS ile kıyaslandığında güneş ışığından üretilen enerji miktarını artırmaktadır.” dedi.

Yang, bir perovskite tabakasının püskürtme işleminin, mevcut güneş pillerinin üretim aşamalarına kolayca ve ucuz bir şekilde entegre edilebileceğini de ekledi.

Bu araştırmanın önde gelen yazarları, Yang’ın laboratuvarında ziyaretçi araştırmacı olan Qifeng Han ve yakın zamanda UCLA’da doktoraya hak kazanan Yao-Tsung Hsieh ile Lei Meng’dir.

Bu araştırma Ulusal Bilim Vakfı ve ABD Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Laboratuvarı tarafından desteklenmiştir. Yang ve araştırma ekibi son birkaç yıldır tandem güneş pilleri üzerine çalışmaktalar ve bununla birlikte başarıları arasında, pencerelerde kullanılabilecek şeffaf tandem güneş pilleri bulunmaktadır.

Yayın: Qifeng Han, et al., “High-performance perovskite/Cu(In,Ga)Se₂ monolithic tandem solar cells,” Science 31 Aug 2018: Vol. 361, Issue 6405, pp. 904-908; DOI: 10.1126/science.aat5055