NREL: Çift Yüzeyli Perovskit Güneş Hücresi Yüksek Verimlilik Sağlayabilir

İki yüzeyli bir perovskit güneş pili tasarlayan NREL’deki bilim insanlarına göre çift yüzeyli perovskit güneş hücresi daha yüksek verimliliğe işaret ediyor.

ABD Enerji Bakanlığı (U.S. Department of Energy) Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’ndaki (National Renewable Energy Laboratory /NREL) bilim insanlarına göre çift yüzeyli (bifacial) fotovoltaikler (PV), hem ön hem de arka yüzeylerinden güneş ışınımını toplayarak elektrik enerjisi üretimini en üst seviyeye çıkarmak için enerji dönüşüm verimliliğini artırıyor.  

Joule Dergisi’nde sonuçları yayımlanan çalışma kapsamında araştırmacılar, hücreyi inşa etmeden önce gerekli kalınlığı belirlemek için optik ve elektriksel simülasyon kullandı. Bunun sonucunda da her iki taraftan aydınlatma altında verimliliğin birbirine yakın olduğu iki yüzeyli bir perovskit güneş hücresi tasarladılar.  Araştırmacılar, iki yüzeyli aydınlatma yoluyla elde edilen verimliliği değerlendirmek için hücreyi iki güneş simülatörü arasına yerleştirdi. Doğrudan ışık ön tarafa hedeflenirken, arka taraf yansıyan ışık aldı. Yansıtılan ışığın ön aydınlatmaya oranı arttıkça hücrenin verimi de yükseldi.

Çalışma sonucunda ekip ön aydınlatmanın laboratuvarda ölçülen verimliliğinin %23’ün üzerine çıktığını belirtirken; arka tarafta ise bunun %91 ila 93’ü arasında bir dönüşüm verimliliğine sahip olduğunu söyledi. Diğer yandan çift yüzeyli perovskit güneş modülünün üretiminin tek yüzlü bir modülden daha pahalıya mal olacağına değinen araştırmacılar, çift yüzeyli modüllerin tek yüzlü modüllere göre %10 ila %20 daha fazla güç üretebileceğinin de altını çizdiler.

NREL’de Kimya ve Nanobilim Merkezi’nde Kıdemli Bilim İnsanı ve Çalışmanın Yazarlarından Kai Zhu’ya göre bu perovskit hücre her iki taraftan da çok etkili bir şekilde çalışabilir. Ayrıca simülasyonların iki yüzeyli hücrenin tasarımına rehberlik ettiğini belirten Zhu’ya göre bu yardım olmasaydı, araştırmacılar ideal kalınlığı belirlemek için deneysel olarak hücre ardına hücre üretmek zorunda kalacaktı. Kaldı ki ekip, bir perovskit tabakası için ideal kalınlığın yaklaşık 850 nanometre olduğunu buldu. Kıyaslama açısından bir insan saçının yaklaşık 70.000 nanometre olduğunu belirtmek faydalı olacaktır.