Dünya rekoru kıran yeni nesil ‘perovskite güneş pilleri’
Yeni bir çalışma ile hem yüksek verimle(%21.2) çalışan hem de uzun süre kararlılığını(1.000 saatlik ışık maruziyeti) koruyabilen perovskite güneş pillerini üretmenin anahtarı bulundu.
Yeni bir araştırma, UNIST’e bağlı olarak, verimlilik performansında yeni bir dünya rekoru kıran, özellikle fotostabilite sağlayabilen inorganik-organik hibrit perovskite solar hücreler (PSC’ler) üretmek için yeni ve uygun maliyetli bir yol keşfetti. Araştırma ekibi, bu yöntemin ve platformun, PCS’lerin ticarileştirilmesini hızlandırmak için önemli katkı sağlayacağını düşünüyor.
Bu atılım, Dr. Seong Sik Shin ve Kore Kimyasal Teknolojiler Araştırma Enstitüsünden (KRICT) Dr. Jun Hong Noh’un işbirliğiyle Uniste Enerji ve Kimya Mühendisliğinin değerli Profesörü Sang-Il Seok tarafından yürütülen bir araştırmadan ilham alınarak yapılmıştır. Bilim dergisinin Mart sayısında online olarak yayınlanan sonuçlara göre, yeni nesil yüksek verimli güneş pilleri teknolojisinde en umut verici aday olduğu ortaya çıkmıştır.
PSC’ler, organik moleküllerin ve inorganik elementlerin tek bir kristalin yapı içerisinde bir araya getirilmesi ile ışığı yakalar ve aynı zamanda ışığı elektriğe dönüştürür. İki katyon ve bir anyondan oluşan eşsiz kristal bir yapıdadır. Silisyum tabanlı güneş pillerinden daha kolay ve daha az maliyetle, esnek ve katı bir yüzey üzerine üretimi yapılabilir. Üstelik, tek kristal silikon güneş pilleri(% 25) ile fotovoltaik verimi karşılaştırıldığında % 22.1’lik bir verimliliğe sahip PSC’ler, yeni nesil güneş pilleri olarak çok fazla ilgi çekmektedir.
Profesör Seok, PSC teknolojisini bu alandaki en iyi bilim insanı olarak yönetmiştir. Bu başarı Profesör Sang-Il Seok’un önceki çalışmalarına (PSC’lerin yeni mimari, proses ve bileşimi) dayanmaktadır.
Araştırma ekibi fotoelektrot malzemeleri (Lanthanum(La) doplanmış BaSnO3 (LBSO)) kullanarak perovskite güneş pillerinin yüksek verimlilik(%21.2) ve yüksek fotostabilitesini istenen düzeyde sağlayan PSC’lerin üretimini çok yeni bir yöntemle oldukça yumuşak koşullarda(200°C’nin altında) çalışarak gerçekleştirdiğini bu çalışmada bildirmiştir. PSC’ler için metilamonyum kurşun iyodür (MAPbl3) perovskite malzemeleri kullanıldı.
Fotostabilite, ciddi bir bozunma olmadan ışık maruziyetine dayanma kabiliyetini ifade etmektedir. Profesör Seok’un araştırma ekibi tarafından sunulan bu yeni malzeme, 1000 saatlik güneş ışığına maruz bırakıldıktan sonra ilk performansının %93’ünü korumaktadır. Fotoelektrot malzemesinin sentezi 200°C ‘den daha az bir sıcaklıkta gerçekleşmektedir ve bu da geleneksel üretim sıcaklığı(900°C’nin üzerindeki yüksek sıcaklık) değerinden çok daha düşük olduğu için üretimi daha da kolaylaştırmaktadır.
Çalışmada, araştırma ekibi ayrıca ‘Hot-Pressing Method’ başlıklı yeni bir güneş pili üretim metadolojisini önermektedir. Bu yöntem sıcaklık ve basınç uygulayarak iki nesneyi sıkıca yapıştırmaktadır ve düşük maliyetli, yüksek verimliliğe sahip dengeli perovskite güneş pilleri üretimine izin vermektedir.
Yazının yazarı Professor Seok, “Bu çalışma, yeni sentezlenmiş fotoelektrot malzemesini ve sıcak presleme yöntemini birleştirerek üretim maliyetini var olan silikon güneş pillerinin yarısından da daha az bir değere düşürüyor. Dahası bu çalışma, %21.2’lik bir kararlı hal güç dönüşüm verimliliği ve mükemmel fotostabilite ile PSC’leri çalıştırmamıza yardımcı oldu.” dedi. “Yerel araştırmacıların benzersiz teknolojisi ile gerçekleştirilen bu başarı ile, yeni nesil güneş pil teknolojisinin geleneksel düşük verimlilik ve kararlılık sınırını da aşıldı.” diye ekledi.
Kaynak: sciencedaily.com
