Perovskit Güneş Pillerinde Verimlilik ve Dayanıklılıkta Devrim Niteliğinde İlerleme Sağlandı.

Bir araştırma ekibi, gizli bozulma yollarını ele alarak perovskit güneş pili verimliliğini (%23 PCE) ve ömrünü (%66 daha uzun) geliştirdi, uygun fiyatlı ve sürdürülebilir enerji çözümlerini ilerletti.

Surrey Üniversitesi liderliğinde Imperial College London ile işbirliği içinde çalışan uluslararası bir ekip, daha önce keşfedilmemiş bir bozulma yolunu ele alarak perovskit tabanlı güneş pillerinin hem performansını hem de kararlılığını arttırmak için bir strateji geliştirdi.

Energy and Environmental Science dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada, Surrey İleri Teknoloji Enstitüsü (ATI), işbirlikçileriyle birlikte, bu malzemeyle elde edilen en iyi sonuçlardan biri olan %23'ün üzerinde güç dönüşüm verimliliğine (PCE) ulaşan kurşun-kalay perovskit güneş pillerini nasıl üretebildiklerini ve daha da önemlisi, bu cihazların ömrünü %66 oranında artıran bir tasarım stratejisini detaylandırıyor. PCE, bir hücrenin kullanılabilir elektriğe dönüştürebildiği güneş ışığı miktarını ifade eder.

Günümüzde birçok çatıda silikon güneş panelleri kullanılırken, perovskit/silisyum güneş panelleri piyasaya çıkmakta ve daha da yüksek verimliliğe sahip tamamen “tamamen perovskit” panellerin teknolojide bir sonraki büyük adım olması beklenmektedir.

Ancak bu teknolojinin ticari olarak uygulanabilir olması için bilim insanlarının, özellikle bu tasarımda kullanılan kurşun-kalay perovskit hücresi etrafında hem kararlılığı hem de verimliliği artırma zorluğunun üstesinden gelmeleri gerekiyor. Surrey Üniversitesi tarafından başlatılan bu ortak çalışma, hem verimlilik hem de kararlılık kayıplarına katkıda bulunan daha önce gizli kalmış mekanizmaları tanımlıyor ve bu zorlukları ele alarak bilim camiasının bu teknolojiyi ilerletmesine yardımcı oluyor.

Surrey Üniversitesi İleri Teknoloji Enstitüsü'nden doktora öğrencisi ve çalışmanın başyazarı Hashini Perera şunları söyledi: “Bu çalışmadan geliştirdiğimiz anlayış, ortam koşullarına maruz kaldığında bu cihazların verimliliğini artıran ve çalışma ömrünü uzatan bir strateji belirlememizi sağladı. Bu ilerleme, fosil yakıtlara olan bağımlılığı ve küresel karbon emisyonlarını azaltırken daha fazla insanın uygun fiyatlı temiz enerjiye erişimini sağlayacak yüksek verimli, uzun ömürlü güneş panellerine doğru atılmış önemli bir adımdır.”

Araştırma ekibi, bu gelişmeleri elde etmek için güneş pili performansında önemli bir rol oynayan delik taşıma katmanının neden olduğu verimlilik ve kararlılık kayıplarını anlamaya odaklandı. Hücrelerin zaman içinde bozulmasına neden olan kimyasal reaksiyonları engellemek için iyot azaltıcı bir madde eklediler. Bu yaklaşım sadece kurşun-kalay güneş pillerinin verimliliğini artırmakla kalmadı, aynı zamanda ömürlerini de uzatarak uzun süreli kullanım için daha pratik ve uygun maliyetli hale getirdi.

Perovskit Güneş Panelleri için Gelecek Beklentileri
Surrey Üniversitesi İleri Teknoloji Enstitüsü'nden çalışmanın eş yazarı Dr. Imalka Jayawardena şunları söyledi: “Perovskit tabanlı güneş pillerimizin verimliliğini önemli ölçüde arttırarak, daha ucuz ve daha sürdürülebilir güneş panelleri üretmeye yaklaşıyoruz. Kalan zorlukların üstesinden gelmek için bu malzemeleri, süreçleri ve cihaz mimarisini iyileştirmek için halihazırda çalışıyoruz.

Surrey Üniversitesi İleri Teknoloji Enstitüsü Direktörü Profesör Ravi Silva şunları söyledi: “Bu araştırma bizi yalnızca kullanım ömürleri boyunca daha fazla güç üretmekle kalmayıp aynı zamanda daha uzun ömürlü olan panellere yaklaştırıyor. Daha yüksek verimlilik ve daha az değiştirme, daha az atıkla daha fazla yeşil enerji anlamına geliyor. Surrey Üniversitesi, bu modüllerden bazılarını test edebileceğimiz 12,5 MW'lık bir güneş enerjisi çiftliği kurma sürecindedir. Yenilikçi perovskit araştırmamızın, perovskit bazlı güneş enerjisinin yaygın ticari olarak benimsenmesini hızlandıracağından eminiz.