Güneş Pillerine Yeni Bir Yaklaşım

Flinders Üniversitesi’nde, yaygın bir kimyasal element olan fosfor ile basit ve hızlı bir mikrodalga deneyi, daha ekonomik ve daha etkili süper ince güneş pilleri olasılığını ortaya çıkardı.

Daha ucuz ve sürdürülebilir enerji çözümlerine ihtiyaç duyulan bir dünyada, Flinders Üniversitesi nanoteknoloji araştırmacıları, sadece birkaç atom kalınlığında fosforen tabakası elde ettiler. Fosforen, popüler boyaya duyarlı güneş pillerinin (DSSC) enerji kapasitesini arttırmakla kalmayıp, aynı zamanda pahalı bir bileşen olan platin ihtiyacını potansiyel olarak gideren iki boyutlu (2-D) fosfor formudur.

Profesör Joseph Shapter liderliğindeki araştırma ekibinin öne sürdüğü iddiaya göre, bu birkaç katmanlı fosfor tabakaları, belirli türdeki fotovoltaik hücrelerin (güneş pili) verimliliğini arttırabilir.

Karbon nanotüpler ve silisyum temelli güneş pilleri, kristal silisyum hücrelerine daha ucuz ve daha kolay üretilebilen bir alternatif olarak gelecek vaat etmektedir. Bununla birlikte, bu yeni güneş pillerinin bir zorluğu, güneş ışığını elektriğe dönüştürdükleri verimliliği arttırmasıdır.

öne sürülen bir yaklaşım, güneş pili verimliliğini arttırmak için uygun tüm doğru özelliklere sahip fosforenin ultra-ince nanotanecik katmanının güneş piline dahil edilmesidir. Flinders Üniversitesi’nde geliştirilen fosforen üretimi için mikrodalga metodu, fosforun özel bir sıvıya daldırılmasını ve daha önceleri 15 saat süren protokollerin aksine sadece 10 dakika boyunca mikrodalgaya maruz bırakılmasını kapsamaktadır.

Fosforen üretmek amacıyla yapılan mikrodalga deneylerinin sonuçları ve güneş enerjisi endüstrisindeki potansiyel uygulamaları, önde gelen uluslararası kimya dergilerinden Angewandte Chemie, Advanced Functional Materials and Small Methods, da yayımlandı.

İlk çalışmada, Avustralyalı ekip, DSSC’leri üretmek için fosforeni kullandı. Bu piller, pahalı platin bazlı hücreleri geride bırakan yüzde 8.31’lik üstün bir fotovoltaik verime sahipti.

DSSC, yapımı basit ancak platin ve rutenyum gibi oldukça yüksek maliyeti olan bileşenlerle sınırlanan ince film, yarı esnek ve yarı saydam güneş pillerinin yeni geliştirilen bir alanıdır.

İkinci çalışmada, araştırma ekibi, yüksek kalitede fosforen tabakaları elde edebilmek için hızlı ve verimli mikrodalga yöntemini tekrar kullandılar ve ardından güneş pillerinin güç dönüşümündeki önemli ölçüde gerçekleşen gelişmeyi göstermek için bu tabakaları, karbon nanotüp-silisyum güneş pillerine eklediler.

Flinders Üniversitesi Bilim ve Mühendislik Departmanı’ndan araştırmanın ortak yazarı Dr. Christopher Gibson,’’ Bu gelecek vaat eden erken sonuçlar ile birlikte, mikrodalga tekniği ve diğer çözücüler ile ilgili yapılacak olan daha ileri düzeydeki çalışmalar, fosforenin stabilitesinin (kararlılığının) ve dayanıklılığının geliştirilmesi için yardımcı olacak ve olası ticari uygulamalar için gerekli daha büyük miktarlardaki fosforen üretimi için yöntemleri gözden geçirmemize imkan tanıyacak.’’ diyerek açıklamada bulunuyor.

Proje liderleri, Profesör Shapter, Dr. Gibson, Dr. Munkhbayar Batmunkh, Mrs. Munkhjargal Bat- Erdene, perovskit adı verilen daha sürdürülebilir bir malzeme de dahil olmak üzere güneş pili, verimliliğini arttırmak üzerine çalışan Flinders Enstitüsü Nanoölçek Bilim ve Teknoloji araştırmacıları ekibi arasında yer almaktadırlar.

Kaynak : phys.org

Author

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.