Güney Kore'den çift yüzeyli güneş hücresinde rekor verim
Güney Koreli araştırmacılar, çift yüzeyli ince film güneş hücrelerinde arayüz kayıplarını azaltarak güç üretiminde yeni bir rekor elde etti. Perovskit-CIGS tandem mimarisi, sınırlı alanda daha yüksek enerji üretimi için yeni bir seçenek sunuyor.
Yapay zeka veri merkezlerinin hızla artan elektrik ihtiyacı ve karbon emisyonlarını azaltma hedefleri, enerji sektörünü daha yüksek verim sağlayan yeni nesil güneş teknolojilerine yöneltiyor. DGIST Enerji ve Çevre Teknolojisi Bölümü’nden Dr. Dae-Gyu Hwang ve Dr. Dae-Hwan Kim liderliğindeki ekip, dört terminalli çift yüzeyli tandem güneş hücrelerinin güç üretim performansını önemli ölçüde artıran yeni bir çalışma gerçekleştirdi. Carbon Energy dergisinde yayımlanan araştırma, sınırlı fiziksel alanda daha fazla elektrik üretmeye odaklanıyor.
ARAYÜZ ENGELİ
İnce film çift yüzeyli CIGS güneş hücreleri, alt hücre teknolojilerinde uzun süredir güçlü seçeneklerden biri olarak öne çıkıyor. Ancak şeffaf elektrot ile emici tabaka arasında oluşan istenmeyen oksit katmanları, yük transferini zorlaştırarak verimliliği sınırlıyordu. Araştırma ekibi, şeffaf arka elektrotun kalınlığını 200 nanometre seviyesinde hassas biçimde kontrol etti ve gümüş alaşımlama işlemini uyguladı. Bu yöntemle söz konusu arayüz engelinin giderildiği belirtildi.
GÜÇ REKORU
Optimize edilen CIGS güneş hücresi, gerçek dünya yansıtıcı ortamlarını taklit eden testlerde 19,05 mW/cm² çift taraflı güç yoğunluğuna ulaştı. Elde edilen değer, çift yüzeyli ince film hücrelerin aynı fiziksel alandan daha yüksek enerji üretme kapasitesini ortaya koydu.
TANDEM YAPISI
Araştırmacılar daha sonra kısa dalga boylu ışığı emen perovskit güneş hücresini CIGS hücresinin üzerine yerleştirdi. Böylece daha geniş bir ışık spektrumundan yararlanan tandem mimari oluşturuldu. Dört terminalli perovskit-CIGS çift yüzeyli ince film tandem güneş hücresi, testlerde 28,42 mW/cm² güç yoğunluğuna ulaşarak yeni bir rekor kaydetti. Bu sonuç, söz konusu tandem yapının teknik olarak uygulanabilir olduğunu gösterdi.
BAĞIMSIZ ÇALIŞMA
DGIST baş araştırmacısı Hwang, geliştirilen yapıda üst ve alt hücrelerin birbirinden bağımsız çalışabildiğini belirtti. Bu özellik, sistemin farklı ışık ve yansıma koşullarına daha esnek biçimde uyum sağlamasına imkan veriyor. Araştırma ekibi, arayüz ve optik yapıların daha da geliştirilmesiyle güç çıkışını artırmak amacıyla yeni endüstriyel testlere başladı.
TİCARİ POTANSİYEL
Bağımsız çalışan hücre yapısının, ticarileşme sürecinde maliyet ve uygulama açısından avantaj sağlaması bekleniyor. Geliştirilen mimari, özellikle sınırlı alanda yüksek elektrik üretiminin önem taşıdığı enerji yoğun tesisler ve yapay zeka veri merkezleri gibi uygulamalarda yeni kullanım alanları oluşturabilecek bir teknoloji olarak öne çıkıyor.