Perovskit Güneş Pilleri Rekor Kırıyor
En iyi performans gösteren küçük ve büyük PSC’lerin akım yoğunluğu-voltaj (J-V) eğrileri ve fotovoltaik parametreleri ile cihazın tekrarlanabilirliği.
UNIST’e bağlı olan yakın tarihli bir araştırma, küçük hücrelerde % 22.1 ve bir santimetrekarelik hücrelerde % 19.7 oranında yeni bir dünya rekoru verimlilik performansı veren inorganik-organik hibrit perovskit güneş pilleri (PSC’ler) üretmek için daha ekonomik yeni bir yol buldular.
Bu atılım, çalışmanın ortak yazarları Kimya Teknolojisi Kore Araştırma Enstitüsü’nden Prof. Jun Hong Noh ve Hanyang Üniversitesi’nden Profesör Eun Kyu Kim’in ortak çalışmasıyla ile birlikte UNIST’de Enerji ve Kimya Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Sang-Il Seok tarafından yürütülen bir araştırma ile başlamıştır.
Bu teknolojinin en önemli özelliği, fotoelektrik verimi düşürdüğü bilinen perovskit-halojenürlerin baskın kusurlarını düzeltme yeteneğidir. Science dergisinin 30 Haziran sayısında yayımlanan sonuçları, kurşun-halojenür-perovskit temelli yüksek verimli ince film PSC’lerin çalıştırılması için eksik halojenür anyonlarının yönetimi ile perovskite tabakalarının büyüme koşullarının dikkatli bir şekilde kontrol edilmesinin şart olduğunu göstermektedir.
Professor Seok, “Bu çalışma, perovskit güneş pillerinin mevcut kayıt verimliliğini % 20.1’den % 22.1′ e çıkarabilir. Bu gelişme, düşük maliyetli ve yüksek performanslı perovskit güneş pillerinin ticarileştirilmesini de hızlandıracaktır.” dedi.
Bir perovskite, çok katyonlu formamidinyum ve karışık halojenür anyonlarından oluşan eşsiz kristal bir yapıdır. Bir perovskit güneş pili (PSC), aktif tabaka olarak ışığı kıran, çoğunlukla organik-inorganik hibrit kurşun veya kalay halojenür esaslı malzeme olan perovskit yapılandırılmış bileşiğini içeren bir tür güneş hücresidir.
Bir organik-inorganik hibrit PSC, aktif tabaka olarak ışığı kıran, perovskit yapılı bileşiği içeren bir tür güneş hücresidir. Birçok araştırmadan esinlenen bu tür cihazlar, yüksek verimli güneş pilleri ve ışık yayılımı uygulamaları nedeniyle ilgi uyandırmıştır. Hatta, bu güneş pilleri nispeten yüksek fotovoltaik enerji dönüşüm verimlilikleri (% 22’nin üzerinde) göstermekle kalmayıp, aynı zamanda ucuz inorganik-organik perovskit bileşikleri kullanılarak kolayca imal edilebilmektedir.
Yüksek performanslı PSC’lerin üretimi için malzemenin yüzeyinde yoğun ve tekdüze ince bir tabakanın oluşması çok önemlidir. Açık devre voltajı ve kısa devre akım yoğunluğu bir hücrenin performansını düşüren durumlar olduğundan, bu kusurları azaltmak için konsantrasyon mümkün olduğunca düşük olmalıdır.
Araştırma ekibi, kurşun-halojenür-perovskit absorplayıcılarına dayanan yüksek verimli ince film PSC’lerin çalışması için eksik halojenür anyonlarının yönetimi ile perovskit tabakalarının büyüme koşullarının dikkatli bir şekilde kontrolünün gerekli olduğunu bildirmektedir.
Çalışmalarında, araştırma ekibi organik katyon çözeltisine, bir intramoleküler değişim süreci yoluyla perovskit tabakalarını oluşturmak için kullanılan ve derin düzeydeki kusurların konsantrasyonunu düşüren ilave iyodür iyonlarının eklendiğini gösterdi. Sonuç olarak, ince perovskit tabakalarının, küçük hücrelerde %22.1 ve bir santimetrekarelik hücrelerde %19.7 oranında sertifikalı güç dönüşüm verimliliğine sahip olduğu bu PSC’lerin imal edildiği kanıtlanmıştır. Düşük kusurlu PSC’lerin enerji dönüşüm verimliliği %22.1’dir ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından resmi olarak onaylanmıştır.
Profesör Seok, “Günışığını elektriğe dönüştürürken enerji kaybı yaratan malzemelerdeki kusurları azaltmak için yüksek performanslı güneş pilleri üretmenin anahtarı budur. Çalışmamız, derin düzeydeki kusurların oluşumunu bastıran ve böylece PSC’ler için yeni bir kayıt etkinliği oluşturan yeni bir yöntem sunuyor.” dedi.
Kaynak: sciencedaily.com
