Başak Nur GÖKÇAM
Solar panel sektörü her geçen gün kendini geliştirmeye devam ediyor. Dünya artık temiz enerjide de verimlilik elde etmenin yollarını arıyor. Amerika Birleşik Devletleri (ABD)’nin Kansas eyaletinde yer alan Kansas Üniversitesi araştırmacıları, solar panel sektörü için umut vadeden bir çalışmaya imza attı. Yapılan yeni çalışmaya göre yeni bir organik yarı iletken sınıfının performansını kısmen çözen mikroskobik mekanizma keşfedildi. Söz konusu yeni malzemenin yüzde 20 daha verimli olabileceği öngörülüyor.
Advanced Materials dergisinde yayınlanan çalışmaya ilişkin konuşan Kansas Üniversitesi fizik ve astronomi doçenti Wai-Lun Chan, “Bu malzemeler, tıpkı bir duvarı boyadığımız gibi, çözüm tabanlı yöntemler kullanılarak keyfi yüzeylere kaplanabildiğinden, güneş panelleri için üretim maliyetini potansiyel olarak düşürebilirler.
Bu organik malzemeler, seçilen dalga boylarında ışığı emecek şekilde ayarlanabilir ve bu da şeffaf güneş panelleri veya farklı renklerde paneller oluşturmak için kullanılabilir. Bu özellikler, organik güneş panellerini özellikle yeni nesil yeşil ve sürdürülebilir binalarda kullanım için uygun hale getirir” dedi.
Hem daha ucuz hem de çevre dostu
Dünyada bol miktarda bulunan daha ucuz ve çevre dostu karbon bazlı olan yarı iletkenlerin cep telefonları, televizyonlar ve sanal gerçeklik başlıkları gibi tüketici elektroniğinin ekran panelinde zaten kullanıldığını fakat ticari güneş panellerinde yaygın bir şekilde kullanılmadığını belirten araştırmacılar, sıklıkla kullanılan organik güneş hücrelerinin yüzde 25 verimlilikle çalışan tek kristal silikon güneş hücrelerine kıyasla yaklaşık yüzde 12 daha düşük ışık-elektrik dönüşüm verimliliği olduğunu belirttiler. Araştırmada kullanılan yeni organik yarı iletken sınıfının ise organik güneş hücrelerinin yüzde 20 daha verimli sonuç vereceğine dikkat çekildi.
Çevreden enerji kazandılar
Çalışma, Kansas Üniversitesi Fizik ve Astronomi doçenti Wai-Lun Chan ve aynı bölümdeki lisanüstü öğrencileri Kushal Rijal, Neno Fuller ve Fatimah Rudayni’nin Kansas Üniversitesi’nde kimya profesörü olan Cindy Berrie ile iş birliği yapması doğrultusunda hayata geçirildi. Araştırmaya ilişkin bilgi veren ve çalışmanın baş yazarı olan Kushal Rijal, “Zamana bağlı iki foton fotoemisyon spektroskopisi veya TR-TPPE olarak adlandırılan deneysel bir teknik kullanarak ölçüm yapıldı.
Bu yöntem, ekibin uyarılmış elektronların enerjisini pikosaniyenin altında bir zaman çözünürlüğüyle (bir saniyenin trilyonda birinden daha az) izlemesine olanak sağladı. Söz konusu ölçümlerde, NFA’daki optik olarak uyarılmış elektronların bazılarının çevreye enerji kaybetmek yerine çevreden enerji kazanabildiği gözlemlendi” dedi.
Yeni nanoyapılar tasarlanmasına olanak tanıyacak
Keşfedilen yeni malzeme ile altta yatan yük ayırma mekanizmasını anlamanın, araştırmacıların nanometre ölçeğinde ısı veya enerji akışını yönlendirmek için entropiden faydalanacak yeni nanoyapılar tasarlanmasına olanak tanıyacağını belirten Rijal, “Entropi fizik ve kimyada iyi bilinen bir kavram olmasına rağmen, enerji dönüşüm cihazlarının performansını iyileştirmek için nadiren aktif olarak kullanılmıştır” bilgisini verdi.
Güneş yakıtı üretiminin önü açılacak
Araştırma ekibi, keşfedilen mekanizmanın daha verimli güneş hücreleri üretmek için kullanılabileceğine inanırken, aynı zamanda araştırmacıların güneş yakıtı üretimi için daha verimli fotokatalizörler tasarlamalarına da yardımcı olabileceğini düşünüyorlar. Güneş yakıtı üretimi, karbondioksiti organik yakıtlara dönüştürmek için güneş ışığını kullanan bir fotokimyasal işlem olduğu için, emisyon azaltımında önemli bir etken oluşuyla biliniyor.
