Yapılan Yeni Araştırma, Organik Fotovoltaik Hücre Verimliliği için Kritik Bir Mekanizmayı Ortaya Çıkarıyor
Gelecekte fotovoltaik hücreler giysilere, arabalara ve hatta plaj şemsiyelerine “takılabilir” hale gelecek.
Bunlar, Politecnico di Milano Fizik Bölümü’ndeki araştırmacılar tarafından Erlangen-Nürnberg Üniversitesi ve Imperial College London’daki meslektaşları ile birlikte çalışan araştırmacılar tarafından Nature Communications‘da yayınlanan bir araştırmanın olası gelişmelerden sadece birkaçıdır.
Araştırma yazarları arasında Institute of Photonics and Nanotechnology (IFN-CNR) araştırmacısı olan Franco V. A. Camargo ve Profesör Giulio Cerullo yer almaktadır. Araştırmacılar, esnek organik teknoloji kullanılarak yapılan fotovoltaik hücrelere odaklandı. Silikon teknolojisine dayalı olan günümüzün en popüler fotovoltaik hücreleri serttir ve bu malzemeleri üretmek gelişmiş ve pahalı bir altyapı gerektirir aynı zamanda da yüksek bertaraf maliyetlerine sahiptir.
Gelecekte silikon malzemenin yerini alabilmesinin bir alternatifi; iki organik yarı iletken, bir elektron donörü ve bir elektron alıcısının karışımının ışık enerjisini emdiği ve elektrik enerjisine dönüştürdüğü “plastik” güneş pilleridir.
Organik moleküllerin kullanılması sayesinde daha basit teknoloji, daha düşük üretim ve bertaraf maliyetleri, mekanik esneklik ve organik malzemelerin kimyasal çeşitliliğine erişim gibi çeşitli avantajlar elde edilir. Bununla birlikte organik malzemeler kristalin inorganik malzemelerden (silikon gibi) verici-alıcı ara yüzlerinde verimlilik kayıplarına neden olan yük transfer işlemleri için daha karmaşık fiziğe sahiptir.
Dört yıllık çalışmanın ardından araştırmacılar, ara yüz durumlarından kaynaklanan kayıpların en aza indirildiği yeni malzemelerle güneş pilleri oluşturmayı başardılar. Bu malzemeleri ultra kısa lazer darbeleri ile inceleyerek, bu olağanüstü performansın arkasındaki fiziksel nedenleri belirlediler ve diğer malzeme kombinasyonları için geçerli genel bir optimizasyon modeli sundular.
Organik teknolojiden üretilen gelecekteki fotovoltaik hücreler, daha az çevresel etkiye sahip daha ucuz bir enerji kaynağı olacaktır. Mekanik esnekliklerinden dolayı pencereler, arabalar ve hatta giysiler ve paltolar gibi çeşitli gündelik nesnelere dahil edilebilecekler.
Bu çalışma, insanlığın geleceği için kritik zorluklardan biri olan temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi olduğu için bu çalışma yenilenebilir enerji kapsamındadır.
Dünya’nın birincil enerji kaynağı, insanlığın ihtiyaç duyduğundan 100 kat daha fazla enerji sağlayan güneş ışığıdır ve fotovoltaik teknolojileri gelecek için en umut verici olanlardan biri haline getirir. İtalya, iklimi ve az sayıda bulutlu olan gökyüzü ile çöl olmayan tropikal ülkelerinkine kıyasla Avrupa’nın en önemli fotovoltaik potansiyellerinden birine sahiptir.
Kaynak: azom.com
