Şeffaf Güneş Pillerinin Üretimi için Uygun Fiyatlı Bir Yöntem Keşfedildi
Fotoğraf: İyonik geçişli küçük moleküllü organik güneş pilleri (opv): yük toplama ve taşıma tabakasının arayüzeyi. ACS Applied Materials & Interfaces (2021). (DOI: 10.1021/acsami.0c17865)
ITMO Üniversitesi’ndeki fizikçiler, güneş pilleri için verimliliklerini korurken aynı zamanda şeffaf malzemeler kullanmayı mümkün kılan bir yöntem keşfettiler. Bu yeni teknoloji sayesinde malzemelerin özellikleri vasıtası ile pahalı özel amaçlı ekipman kullanılmadan modifikasyonu, katkı maddesi yöntemine dayanmaktadır. Bu araştırmanın sonuçları ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayınlanmıştır.
Güneş enerjisindeki en ilgi çekici zorluklardan biri, şeffaf ince film fotoaktif malzemelerin geliştirilmesidir. Bu ince film, bir binanın dış görünümünü olumsuz yönde etkilemeden enerji üretmek için normal pencerelerin üzerine uygulanabilmektedir. Ancak yüksek verimi, iyi ışık geçirgenliği ile bir araya getirerek güneş pillerini geliştirmek oldukça zordur.
“Normal ince film güneş pilleri, daha fazla ışığı yakalamasına olanak sağlayan opak (şeffaf olmayan) metal bir arka kontağa sahiptir. Şeffaf güneş pillerinde ise ışık geçiren bir arka elektrot kullanılmaktadır. Bu durumda, fotonların bir kısmı geçerken kaybolarak cihazların performansını düşürmektedir. Ayrıca, doğru özelliklere sahip bir arka elektrot üretmek oldukça pahalı olabilmektedir.” diyor ITMO Üniversitesi Fizik ve Mühendislik Fakültesi’ndeki araştırmacı Pavel Voroshilov.
Düşük verimlilik sorunu, doping kullanımı ile çözülebilmektedir. Ancak safsızlıkların malzemeye doğru şekilde uygulanmasını sağlamak, karmaşık fikirler ve pahalı ekipmanlar gerektirmektedir. ITMO Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, “görünmez” güneş panellerinin oluşturulması için daha ucuz bir teknoloji önerisi sundular. Bu öneri, işlenmiş katmanın özelliklerini değiştiren iyonik bir sıvı kullanarak malzemeleri eritme yöntemidir.
“Deneylerimiz için, küçük molekül merkezli bir güneş pili aldık ve ona nanotüpler ekledik. Sonra, bir iyon geçidi kullanarak nanotüplere katkı sağladık. Aktif katmandan gelen bir yükün elektroda başarılı bir şekilde ulaşmasına izin vermekten sorumlu olan taşıma katmanını da yerleştirdik. Bunu vakum odalarına ihtiyaç duymadan ortam koşullarında çalışarak yapabildik. Yapmamız gereken tek şey, biraz iyonik sıvı damlatmak ve gerekli özellikleri oluşturmak için hafif bir voltaj uygulamaktı. ” diye ekliyor Pavel Voroshilov.
Bilim insanları, teknolojilerini test ederken hücrenin verimliliğini önemli ölçüde artırmayı başardılar. Araştırmacılar, aynı tekniğin diğer güneş pillerinin performansını iyileştirmek için kullanılabileceğine inanmaktadır. Şimdi, farklı malzemelerle denemeler yapmayı ve doping teknolojisini geliştirmeyi planlıyorlar.
Kaynak: phys.org
