Dünyada bir ilk olarak yüzde 60 enerji dönüşüm potansiyeline sahip güçlü güneş pili üretildi.

Dünyada bir ilk olarak, İspanya'daki Universidad Complutense de Madrid'deki araştırmacılar galyum fosfit ve titanyum kullanarak potansiyel olarak yüzde 60'lık bir enerji dönüşüm verimliliği sağlayabilecek bir ara bant (IB) güneş pili ürettiler.
Güneş pili bu performansı 550 nm ve üzeri dalga boyunda sağlayabiliyor.

Gökyüzümüzdeki en parlak yıldızdan enerji elde etmek için güneş ışığını elektrik akımına dönüştürebilen güneş pilleri kullandık. Ancak silikon bazlı güneş pili, üzerine gelen güneş ışığının yalnızca bir kısmını kullanabilir, geri kalanını ısı olarak yayar.

Bir güneş pilinin ne kadar enerjiyi elektriğe dönüştürebileceğinin üst sınırı Shockley Queisser'dir (SQ). Teorik olarak, tek bir p-n bağlantısındaki fotonun enerjisi ve bir güneş pilinde görülen kayıplar dikkate alınarak hesaplanabilir.

Bir güneş pilinin SQ limiti, onu yapmak için kullanılan malzemeye bağlıdır. Silikon için bant aralığı 1,3eV ve SQ limiti yüzde 33,7'dir. Bu da en iyi senaryoda, şimdiye kadar üretilmiş en yüksek kaliteli güneş pilinin bile üzerine gelen güneş ışığının yüzde 77,3'ünü kullanamayacağı anlamına gelmektedir.

Artan enerji taleplerimizi karşılamak için daha fazla güneş paneli inşa etmemiz ve gezegenin daha fazla alanını bunlarla kaplamamız gerekecektir. Ancak, farklı bir malzemeyle yapılan bir güneş pili daha yüksek bir SQ limitine sahip olabilir ve elektrik üretimini daha verimli hale getirebilir.
Javier Olea Ariza ve Universidad Complutense de Madrid'deki araştırmacı ekibi, daha verimli bir güneş pili yapmak amacıyla 15 yılı aşkın bir süredir galyum fosfit (Gap) ve titanyum (Ti) ile çalışmaktadır.

SQ sınırı yarı iletken malzemenin bant aralığına bağlı olduğundan, Ariza ve ekibi 2,26 eV bant aralığına sahip olan Gap'i seçti. Ekip, 50 nm'den daha kalın olmayan bir Gap: Ti emici ve altın ve germanyum kullanan metal kontaklar ile bir cm2 boyutunda bir güneş pili inşa etti.

Ekip, geçirgenlik ve yansıtma ölçümlerinde bir dizi deney yaparak, güneş pilinin 550 nm'nin üzerindeki dalga boyunda gelişmiş ışık emilimi nedeniyle geniş bir banda sahip olduğunu buldu. Bu muhtemelen düzenekte Ti kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Yapının teorik potansiyeli yüzde 60 civarındadır.
Ekip bu malzemelerle ilk kez 2009 yılında çalışmış, ancak ilk cihazları üretmeleri 15 yıllarını almış. Bu noktada bile cihaz sahada kullanılmaya yakın değil. Verimliliği çok düşük ve daha yapılması gereken çok iş var.