Perovskit Güneş Panelleri ile Yeni Dönem

Yenilenebilir enerjinin öneminin oldukça arttığı bu dönemlerde yenilenebilir enerjiye yönelim de aynı oranda arttı. Güneş panellerinin yaygınlaşması ve malzeme kullanımında maksimum verimliliğe ulaşılması yeni maddelerin araştırılmasına yol açtı. Yazımızda bu yeni maddelerden biri olan perovskiti inceleyeceğiz.

A- A+

04.10.2020 tarihli yazı 11173 kez okunmuştur.

Güneş Enerjisi Perovskit Yenilenebilir Enerji

Uzmanlara göre daha ucuz ve daha temiz bir şekilde elde edilen elektriğe olan talep, enerji ortamının tarihteki herhangi bir noktadan daha hızlı değiştiği anlamına geliyor. Bu, özellikle güneş enerjisinin aktif kullanımı ve depolanması için geçerlidir. Güneş enerjisi sistemlerinin maliyeti son on yılda görülmemiş oranlarda düştü ve LED aydınlatma gibi enerji verimliliği yüksek olan teknolojilerin sayısı da gün geçtikçe artıyor.

Ucuz ve her yerde bulunan güneş enerjisi ve depolamaya erişim, enerji üretme ve kullanma şeklimizi değiştirecek ve ulaştırma sektörünün elektrifikasyonuna izin verecek. Ancak uzmanlara göre mevcut enerji teknolojileri bizi bu geleceğe götürmeyecek. Yakında verimlilik ve maliyet sınırlarına ulaşacağız. Aynı şekilde, mevcut LED aydınlatma ve ekran teknolojileri çok pahalı ve yeterince kısa bir zaman diliminde geleneksel aydınlatmanın gerçekçi bir şekilde yerini alacak kadar iyi renk kalitesine sahip olmadığı için yeni teknolojilere ihtiyaç duyulacak. Yapımında perovskitlerin kullanıldığı halide perovskitler, güneş pencereleri ve esnek paneller ihtiyaç duyulacak olan yeni teknolojiler arasında yer alabilir.

► İlginizi Çekebilir: Esnek Yapılı Güneş Paneli Üretildi

Halide Perovskit

Halide perovskitler, ışıkla uyarıldığında yük ileten yarı iletkenlerdir. Perovskite mürekkepleri metal, halojenür ve organik iyonlardan oluşan son derece ince filmler (insan saçı genişliğinin yaklaşık yüzde biri) oluşturmak için cam veya plastik üzerine biriktirilir. Elektrot kontakları arasına sıkıştırıldığında, bu filmler güneş pili veya LED cihazları oluşturur. Absorbe ettikleri veya yaydıkları ışığın rengi, kimyasal yapıları değiştirilerek değiştirilebilen bu yapının biriktirme şeklini ve sayısını değiştirerek, ışığı emmeye (bir güneş paneli için) veya ışık yaymaya (bir LED için) daha uygun hale getirebiliriz. Bu durum bize ultraviyole ışıktan, görünür ve yakın kızılötesine kadar ışık yayan farklı renkli güneş pilleri ve LED'ler yapma olanağı sağlar.

Ucuz ve çok yönlü işlemelerine rağmen, bu malzemelerin hem güneş pilleri hem de ışık yayıcılar olarak dikkat çekici derecede verimli olduğu görüldü. Perovskite güneş pilleri, 2019'da % 25,2 verimliliğe ulaştı ve perovskite LED'ler hazır organik ışık yayan diyot (OLED) performansına gün geçtikçe yaklaşıyor. Bu teknolojiler, özellikle güneş pili cephesinde hızla ticarileşiyor. İngiltere merkezli Oxford Photovoltaics, bir üretim hattı kurdu ve ilk satın alma siparişlerini 2021'in başlarında almayı hedefliyor.

Güneş Pencereleri ve Esnek Paneller

Yüksek verimlilik için tek tip olması gereken geleneksel silikon güneş paneli hücrelerinin aksine, perovskite filmler oldukça değişken boyutlu mozaik "taneciklerden" (nano metreden milimetreye kadar) ve kimyadan oluştuğu için küçük kusurlar önemli güç kayıplarına yol açmaz. Bu yapılar fabrikaların veya evlerin camlarını, renkli cama benzeyen ve güç üreten güneş pencereleri yapmak için kullanabilir. Ancak gerçek fırsat, silikon güneş paneli hücrelerinin verimliliğinin ötesinde yüksek verimli hücreler geliştirmektir. Örneğin, iki farklı renkli perovskite filmini bir güneş hücresinde bir araya getirerek, her katmanın güneş spektrumunun farklı bölgelerini toplaması sağlanabilir.

Başka bir örnek ise standart bir silikon güneş paneli hücresinin üzerine bir perovskit tabakası ekleyerek, önemli bir ek maliyet olmaksızın mevcut teknolojinin verimliliğini arttırılmasıdır. Perovskit tabakaları, gazete kağıdı gibi işlenerek maliyetleri daha da düşüren esnek güneş panelleri üretmek için de geliştiriliyor. Hafif, yüksek güçlü güneş paneli aynı zamanda elektrikli araçlara ve iletişim uydularına güç sağlamak için olanaklar da sağlayabilir.

Perovskitler, gelişmiş esnek ekran teknolojilerine yol açabilecek olağanüstü renk kalitesi elde edebilir. Perovskitler, günümüzün ticari LED'lerinden daha ucuz, daha yüksek kaliteli beyaz aydınlatma, kuantum bilgisayarları için yapı taşı görevi görme ve son derece düşük doz tıbbi ve güvenlik görüntüleme için X-Ray dedektörü yapımında kullanılabilecek özelliklere sahip. Perovskitler enerji üretimimizin ve tüketimimizin dönüşümünü gerçekten hızlandırabilir.

Kaynak:

►theconversation.com