Enerji piyasalarında silikon tabanlı güneş panellerine düşük maliyetli bir alternatif yaratma yarışı sürüyor. Çin, Makao ve Fransa'dan bilim insanlarının ortak çalışması, ‘perovskit’ teknolojisinin önündeki en büyük engel olan ‘kısa kullanım ömrü’ sorununu ortadan kaldırdı.
Metal halojenür perovskitler, performans açısından silikon panellerle rekabet etse de ışığa ve oksijene maruz kaldıklarında iç yapılarında oluşan ‘süperoksit radikalleri’ nedeniyle hızla bozuluyordu. Yeni araştırma, bu bozulmayı durdurarak teknolojinin ticarileşme sürecine büyük bir ivme kazandırdı.
IŞIK KAYNAKLI BOZULMAYA KİMYASAL KALKAN
Geleneksel yöntemler, panelleri dış etkenlerden korumak için ‘kapsülleme’ (kaplama) teknolojisine odaklansa da bu çözüm içsel bozulmayı durdurmakta yetersiz kalıyordu. Araştırma ekibi ise sorunu kaynağında, yani kimyasal reaksiyon seviyesinde çözdü.
Geliştirilen yöntemde, güneş pillerine ‘engellenmiş amin ışık dengeleyicileri’ eklendi. Genellikle plastikleri güneş ışığından korumak için kullanılan bu stabilizatörler, ilk kez perovskit fotovoltaiklerin içinde başarıyla uygulandı. Sistem şöyle işliyor:
KENDİNİ YENİLEYEN KORUMA SİSTEMİ
Bu kimyasal çözümün en büyük ticari avantajı, ‘rejeneratif’ (kendini yenileyebilen) yapıda olması. Stabilizatör molekülleri tüketilmeden, cihazın çalışma ömrü boyunca koruma sağlamaya devam ediyor.
Ayrıca bu katkı maddesi, perovskit filmlerindeki kusurları onararak enerji kaybını önlüyor. Yapılan ölçümlerde, sistemin daha düşük kusur yoğunluğu sağladığı ve enerji akışını daha verimli hale getirdiği kanıtlandı. Bu sayede üretim karmaşıklığı artmadan güç çıkışı yükseltildi.
BİN SAATLİK TESTTE YÜZDE 95 VERİMLİLİK
Gerçek dünya koşullarında yapılan testler, teknolojinin sanayiye uyarlanabilirliğini kanıtladı. Araştırmacılar, bu yöntemle yüzde 26,74 oranında sertifikalı güç dönüşüm verimliliğine ulaştı. Daha da önemlisi, 1000 saatlik sürekli ışık maruziyetine tabi tutulan piller, başlangıç verimliliklerinin yüzde 95'inden fazlasını korumayı başardı. Mevcut teknolojilerde ise bu süre zarfında ciddi performans kayıpları yaşanıyordu.
TİCARİ ÜRETİM İÇİN YEŞİL IŞIK
Araştırmacılar, bu yeni yöntemin mevcut perovskit üretim hatlarına ve ölçeklenebilir tasarımlara kolayca entegre edilebileceğini vurguluyor. Bu gelişme, bina cephelerine entegre güneş panelleri ve silikonla birleştirilmiş tandem modüller gibi ticari uygulamalar için büyük bir fırsat sunuyor.
Teknolojinin sadece güneş enerjisinde değil, LED ekranlar ve fotodedektörler gibi ışığa duyarlı diğer elektronik malzemelerin üretiminde de kullanılabileceği belirtiliyor.
