Kore Cumhuriyeti Incheon Ulusal Üniversitesi’nde, bilim insanları tarafından tamamen şeffaf bir güneş hücresinin nasıl yapılacağı konusunda önemli çalışmalar yürütülüyor.
Power Sources Dergisi’nde yayınlanan çalışmada, Prof. Joondong Kim liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi tarafından geliştirilen şeffaf güneş hücresi tanıtıldı. Yenilikçi teknikleri, güneş hücresinin ışığı emmekten sorumlu ince malzeme filmlerinden oluşan ‘heterojen bağlam(heterojunction)‘ kısmındaki değişikliğe dayanıyor. Araştırmacılar, titanyum dioksit ve nikel oksit yarı iletkenlerinin benzersiz özelliklerini birleştirerek verimli, şeffaf bir güneş hücresi oluşturmayı başardılar.
Klasik bir heterojen yapı(solda) ve geliştirilen şeffaf hücre yapısı(sağda) gösterilmiştir.
Şeffaf Hücre Yapısında Yeni Bulgular
Şeffaf güneş hücresi fikri iyi bilinmekte ve üzerinde birçok çalışma yapılıyor. Ancak bu çalışma, fikri pratiğe dönüştürebilmesi açısından yeni bulgular içermektedir. Güneş hücresini şeffaf yapan malzemeler, aynı zamanda ışığı yakalamaktan ve onu elektrik akımına çevirmekten sorumlu olan yarı iletken tabakalardır. Prof. Kim ve çalışma arkadaşları, bu özellikleri farklı iki yarı iletken malzemenin birleşimi ile sağladılar. İlki, güneş hücresi yapımında yaygın olarak kullanılan ve iyi bilinen bir yarı iletken olan titanyum dioksittir (TiO2). Elektriksel özelliklerinin yanı sıra, TiO2 çevre dostu ve toksik olmayan bir malzemedir. Bu malzeme UV ışığı (ışık spektrumunun çıplak gözle görülemeyen bir kısmı) emerken, görünür ışık aralığının çoğuna izin verir. Bu şeffaf geçişi yapmak için kullanılan ikinci malzeme ise, başka bir yarı iletken olan nikel oksittir (NiO). Nikel, yüksek optik şeffaflığa sahiptir ve yerkürede bol bulunan elementlerden biridir. NiO yapısı düşük endüstriyel sıcaklıklarda kolaylıkla üretilebildiği için çevre dostu hücreler yapmak için en uygun malzemelerdendir.
Yeni Tip Güneş Panelleri Pencerelerde, Cep Telefonlarında ve Binalarda Kullanılabilir
Kore Incheon Ulusal Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümünden olan Prof. Joondong Kim, yapılan özel çalışmanın sonucu olan şeffaf fotovoltaik hücrelerin benzersiz özelliklerinin insan teknolojisinde çok çeşitli uygulamaları olabileceğinin altını çiziyor. Şeffaf güneş hücre teknolojisinin, elektronik aletlerden bina pencerelerine kadar yaygın bir alanda görünmez bir güç üreticisi olarak kullanılabileceğini söylüyor.
Karbon Emisyon Değerlerinin Düşürülmesine Katkı Sağlayabilir
Paris Anlaşması hedefleri ile tüm gözler dünyanın karbonsuz bir geleceğe giden yolda ilerlemesine odaklanıyor. Bu hedeflere, fosil yakıt kullanımından güneş, su, rüzgar, dalga, biyokütle enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklarına ve nükleer enerjiye geçiş sayesinde erişilebilir. Bu kaynaklardan, güneş enerjisi dünyadaki en güvenilir ve bol enerji kaynağı olarak bilim camiasında her zaman en yüksek önemli bir yer tutmaktadır. Son yıllarda, güneş sistemleri daha ucuz, daha verimli ve çevre dostu hale geldi. Bununla birlikte, mevcut güneş sistemleri şeffaf olma eğilimindeler. Geliştirilen yeni yapılar, güneşten elektrik üretiminin daha geniş kullanımlarını ve günlük malzemelere entegrasyonunu sağlayacaktır. Çatılarda ve sadece güneş enerjisi santrallerinde kullanılmakla kalmayacak, hayatın birçok alanında gizli elektrik üreticisi yerini alacaktır.
Kaynaklar:
- “Transparent photovoltaic cells and self-powered photodetectors by TiO2/NiO heterojunction” by Thanh Tai Nguyen, Malkeshkumar Patel, Sangho Kim, Rameez Ahmad Mir, Junsin Yi, Vinh-Ai Dao and Joondong Kim, 12 September 2020, Journal of Power Sources.
- www.scitechdaily.com
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927796X20300371
