Gelişmiş Güneş Panelleri ile Güneş Işığından Daha Fazla Enerji Elde Ediliyor
Güneş paneli verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için çalışan araştırmacılar, geleneksel silikonun üzerine gelişmiş malzemeleri katmanlamanın, güneş ışığından daha fazla enerji elde etmek için umut verici bir yol olduğunu söyledi. Yeni bir çalışma, araştırmacıların hassas bir şekilde kontrol edilen bir üretim süreci kullanarak, geleneksel silikon panellerden 1,5 kat daha verimli olma potansiyeline sahip çok katmanlı güneş panelleri üretebileceğini gösteriyor.
Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign mühendisi Minjoo Larry Lee liderliğindeki araştırmanın sonuçları Cell Reports Physical Sciences dergisinde yayınlandı.
Elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü ve Holonyak Micro ve Nanoteknoloji Laboratuvarı üyesi Lee, “Silikon güneş panelleri yaygın çünkü uygun fiyatlılar ve güneş ışığının %20′ sinden biraz fazlasını kullanılabilir elektriğe dönüştürebiliyorlar.” “Bununla birlikte, tıpkı silikon bilgisayar çipleri gibi, silikon güneş pilleri de yeteneklerinin sınırına ulaşıyor, bu nedenle verimliliği artırmanın bir yolunu bulmak enerji sağlayıcıları ve tüketicileri için cazip.”
Lee’nin ekibi, yarı iletken malzeme galyum arsenit fosfidini silikon üzerine katmanlamak için çalışıyor çünkü iki malzeme birbirini tamamlıyor. Her iki malzeme de görünür ışığı güçlü bir şekilde emer, ancak galyum arsenit fosfit bunu yaparken daha az atık ısı üretir. Buna karşılık, silikon, güneş spektrumunun Kızılötesi kısmından enerjiyi gözlerimizin görebileceğinin hemen ötesine dönüştürmede üstündür, dedi Lee.
“Bir spor takımı gibi. Bazı hızlı insanlar, bazıları güçlü ve bazıları büyük savunma becerilerine sahip olacak” dedi. “Benzer şekilde, tandem güneş pilleri bir ekip olarak çalışır ve tek, daha verimli bir cihaz yapmak için her iki malzemenin en iyi özelliklerinden yararlanır.”
Galyum arsenit fosfit ve bunun gibi diğer yarı iletken malzemeler verimli ve kararlı olsa da, pahalıdır, bu nedenle tamamen onlardan oluşan paneller yapmak şu anda seri üretim için makul değildir. Bu nedenle, Lee’nin ekibi araştırması için bir başlangıç noktası olarak düşük maliyetli silikon kullanıyor.
Lee, üretim sırasında, malzeme kusurlarının, özellikle silikon ve galyum arsenit fosfit arasındaki arayüzlerde, katmanlara girdiğini söyledi. Farklı atomik yapıya sahip malzemeler silikon üzerine katmanlandığında, hem performans hem de güvenilirlikten ödün verdiğinde küçük kusurlar oluşur.
Lee,” bir materyalden diğerine geçtiğinizde, geçişte her zaman bir bozukluk yaratma riski vardır ” dedi. “Çalışmanın baş yazarı Shizhao Fan, galyum arsenit fosfit hücresinde bozulmamış arayüzler oluşturmak için bir süreç geliştirdi ve bu da bu alandaki önceki çalışmalarımıza göre büyük bir iyileşmeye yol açtı.”
“Sonunda, bir kamu şirketi bu teknolojiyi güneş çiftliklerinde aynı miktarda araziden 1.5 kat daha fazla enerji elde etmek için kullanabilir veya bir tüketici çatı panelleri için 1.5 kat daha az alan kullanabilir” dedi.
Lee, engellerin ticarileştirme yolunda kaldığını, ancak enerji sağlayıcılarının ve tüketicilerin performans artışı elde etmek için istikrarlı malzemeler kullanmanın değerini göreceğini umduğunu söyledi.
Kaynak : sciencedaily.com