Sadece bir mikrometre (1μm) kalınlığındaki güneş panelleri kullanan bilim insanları, ultra ince fotovoltaik (PV) panellerin emdiği enerji seviyelerini %25 oranında arttırdı.
Surrey Üniversitesi ve Imperial College London’daki bilim insanları ultra ince fotovoltaik panellerin emdiği enerji seviyelerini %25 oranında arttırdı. Bu kapsamda araştırmacılar ekibi, yeni ultra ince fotovoltaik tasarlamak, modellemek ve oluşturmak için Amsterdam’daki araştırma enstitüsü AMOLF ile iş birliği yaptı.
American Chemical Society’nin Photonics dergisinde yayınlanan bir makalede ekip, bir silikon levhanın üzerinde uzanan düzensiz bir petek tabakası tasarlamak için güneş ışığının özelliklerini nasıl kullandıklarını anlattı. Bu bağlamda ekip, silikon panelin üzerinde düzensiz bir petek tabakası olan sadece mikrometre (1μm) kalınlığında güneş panelleri kullandı. Ekibin bu yaklaşımları, doğada kelebek kanatları ve kuş gözlerinin tasarımına yansıtıyor. Bu bağlamda yenilikçi petek tasarımı, ışığın her açıdan emilmesini sağlarken; ışığı güneş pili içinde hapsederek daha fazla enerji üretiyor.
Çalışma sonucunda paneller 2017’de elde edilen 19.72 mA/cm2‘lik önceki rekora göre %25 artışla 26,3 mA/cm2 absorpsiyon oranlarına ulaştı. Bulgular, güneş enerjisi üretiminden yararlanmanın yanı sıra ışık yönetimi ve yüzey mühendisliğinin çok önemli olduğu, örneğin foto-elektrokimya, katı hal ışık emisyonu ve fotodedektörler gibi diğer endüstrilere de fayda sağlayabilir.
Surrey Üniversitesi İleri Teknoloji Enstitüsü’nden Dr. Marian Florescu, silikon ile çalışmanın zorluklarından birinin ışığın yaklaşık üçte birinin emilmeden ve enerji kullanılmadan doğrudan üzerine sıçraması olduğunu söyledi. Florescu sözlerini şöyle sürdürdü: “Ultra ince fotovoltaikleri kullanmak için muazzam bir potansiyel var. Örneğin, ne kadar hafif oldukları göz önüne alındığında, uzayda özellikle faydalı olacaklar ve yeni dünya dışı projeleri uygulanabilir hale getirebilirler. Çok daha az silikon kullandıkları için biz burada da maliyet tasarrufu sağlayacağını umuyoruz. Ayrıca Nesnelerin İnterneti’nden (Internet of things /IoT) daha fazla fayda sağlama ve yerel olarak desteklenen sıfır enerjili binalar yaratma potansiyeli olabilir.”
Ekip sonraki adım olarak, ticari ortakların araştırılmasını ve üretim tekniklerinin geliştirilmesini planlıyor.