Linköping Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, daha önce bilinmeyen bir şey olan organik güneş pillerinde enerjinin nasıl aktığını haritaladı.
Fosil içermeyen bir enerji kaynağına geçiş için verimli ve çevre dostu güneş pilleri gerekiyor. Buradan hareketle Linköping Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, fulleren olmayan organik güneş pillerinde verici/alıcı arayüzlerinde enerji seviyesi hizalamasının haritaladı. Daha verimli güneş pillerine katkıda bulunabilecek sonuçlar Nature Communications‘da yayınlandı.
Günümüzde güneş enerjisi dünyanın enerji ihtiyacının yaklaşık yüzde ikisini karşılasa da bundan çok daha fazla potansiyele sahip. Öyle ki güneş ışınlarının içerdiği enerji bugünkü ve gelecekteki ihtiyaçları fazlasıyla karşılamaya yeter. Bu enerji kaynağından yararlanmak için üretimi ucuz ve çevre dostu olan güneş pillerine ihtiyaç var. Ayrıca, güneş ışınlarının büyük bir bölümünü emmede ve elektrik enerjisine dönüştürmede verimli olmaları gerekir.
Organik yarı iletkenlere dayalı organik güneş pilleri, giderek sürdürülebilir bir seçenek olarak daha fazla ortaya çıkıyor. Ancak birkaç yıl öncesine kadar verimlilik açısından geleneksel silikon bazlı güneş pilleri ile karşılaştırılamazlardı. Bunun nedeni ise kaçınılmaz olduğu düşünülen yük ayrımındaki enerji kaybıydı. Ancak 2016’da Linköping Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, Hong Kong’daki meslektaşlarıyla birlikte elektronun deliğinden daha kolay kaçmasına yardımcı olan farklı donör-alıcı malzemeler kullanarak enerji kaybını önlemenin mümkün olduğunu gösterdi. Sonuçta enerji kaybı daha sonra azaldı ve verimlilik arttı. Sorun ise kimsenin tam olarak nasıl olduğunu bilmemesiydi. Öyle ki, bilim insanları bunun işe yaradığını görse de nedenini bilmiyordu.
Günümüzde ise Linköping Üniversitesi’ndeki aynı araştırma ekibinden bazıları, bu araştırma alanında anlaşmazlığa yol açan gizemi çözdü. Araştırmacılar Nature Communications’da yayınladıkları yeni bir çalışmada enerji kayıplarını en aza indirmek için hangi enerji seviyelerinin gerekli olduğunu belirledi. Bu bağlamda bilim insanları daha sonra enerji verimli yük ayrımının arkasındaki mekanizmayı haritalayabildi. Bu sistematik haritalama, organik güneş pillerinin gelişimi için yeni bir yola işaret ediyor.
Linköping Üniversitesi Organik Elektronik Laboratuvarı’nda Prof. Mats Fahlman araştırma sonucuyla ilgili şu bilgileri aktardı: “Organik güneş pillerinin tam potansiyelinden yararlanılabilmesi için nasıl çalıştıklarına dair net bir resme ihtiyaç var. Şimdi o resmi elde ettik. Bu, yeni verimli ve sürdürülebilir güneş pili malzemelerinin nasıl oluşturulacağının daha iyi anlaşılmasını sağlıyor.”