Akıllı Binalar için Yeni Güneş Camları Geliştirildi
Termal ayna işlevselliğine sahip yarı saydam bir perovskit güneş pilinin prototipi.
Koreli bir araştırma ekibi, akıllı pencere camları için mükemmel bir aday olabilecek yarı saydam perovskit güneş pilleri geliştirdi.
Bilim insanları, güneş enerjisini kullanmak amacıyla modern binalarda cam duvarların yerini alabilecek saydam veya yarı saydam güneş pilleri geliştirmenin yollarını araştırıyordu. Ancak güneş pillerindeki saydamlık elektrik üretmek için ihtiyaç duyulan güneş ışığının emilme verimini düşürdüğünden dolayı bu işlem çok zordur.
Kristal silikondan yapıldığı için tipik güneş pillerini yarı saydam yapmak zordur. Buna karşın, yarı saydam güneş pilleri, organik veya boya duyarlı malzemeleri kullanmaktadır. Fakat kristal silikon bazlı pillere kıyasla, güç dönüşüm verimlilikleri nispeten daha düşüktür. Perovskitler, üretimi kolay ve ucuz olan hibrit organik-inorganik fotovoltaik malzemelerdir. Geçtiğimiz birkaç yılda perovskit güneş pillerinin verimliliği silikon teknolojileri düzeyine hızla yükseldiğinden yakın zamanda çok ilgi gördü.
Kore’nin Bilim ve Teknoloji Enstitüsünden Profesör Seunghyup Yoo ve Sungkyunkwan Üniversitesi’nden Profesör Nam-Gyu Park’ın liderliğindeki bir Kore araştırma ekibi, perovskitleri kullanarak yüksek verimli ve termal ayna gibi oldukça fonksiyonel yarı saydam bir güneş pili geliştirdi.
Efektif yarı saydam güneş pilleri elde etmenin anahtarı, hücrenin en üst katmanı için fotoaktif malzeme ile uyumlu saydam bir elektrot geliştirmektir. Koreli ekip, perovskit güneş pilleri ile birlikte iyi çalışan bir “üst saydam elektrot” (TTE) geliştirdi. TTE, yüksek kırılma indeksli tabaka ile ara yüzey tampon tabaka arasında sandviçlenmiş metal bir filmi içeren çok katmanlı bir yığından oluşmaktadır. Güneş pilinin en üst tabakası olarak yerleştirilen bu TTE, perovskite güneş pillerinde kullanılan diğer bileşenlere zarar vermeden hazırlanabilmektedir. Geleneksel saydam elektrotların aksine sadece görünür ışığı ileten bu TTE’ler, görünür ışıkların geçmesine izin veren ve kızılötesi ışınların yansıtılmasını sağlayan ikili bir rol oynamaktadır.
TTE’lerle yapılan yarı saydam güneş pilleri, gelen kızılötesi ışığın %85.5’ini yansıtarak ortalama %13.3’lük bir güç dönüştürme verimliliği sergilemiştir. Mevcut kristal silikon güneş pilleri ise ancak %25’e kadar verimlilikte opak olabilmektedir.
Ekip, yarı saydam perovskit güneş pillerinin pratik uygulamalar için ölçeklendirilmesi durumunda, yalnızca elektrik enerjisi üretmekle kalmayarak aynı zamanda kapalı alanlardaki akıllı ısı yönetimine izin veren binalar ve otomobiller için de güneş camlarında kullanılabileceğini düşünmektedir. Böylece enerjinin daha etkin ve verimli bir şekilde kullanılması da sağlanacaktır.
Kaynak: sciencedaily.com
