Perovskit/silisyum tandem güneş pillerinde %33,7 ile rekor verim değerine ulaşıldı

Temiz enerji ile ilgilenler için güzel bir haberimiz var. 2016 yılından bu yana Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST) fotovoltaik pil araştırma laboratuvarında araştırmalarına devam ettiğimiz perovskit/silisyum tandem güneş pilleri alanında %33.7’lik verime ulaşarak bu alanda en yüksek verimli fotovoltaik aygıtları ürettik. The European Solar Test Installation (ESTI) tarafından bağımsız olarak sertifikalandilan bu değer, Amerikan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'nin (NREL) en İyi Araştırma Hücresi Verimlilik Tablosu'nda da 30 Mayıs 2023 tarihinde yer aldı. Bu aynı zamanda bilinen en yüksek verimli iki eklemli tandem güneş pili oldu.

Hatırlatmak gerekirse; fotovoltaikler güneşten gelen ışık kaynağını elektrik enerjisine dönüştüren aygitlardir ve bugün dünyada üretilen elektriğin yaklaşık %4’u bu kaynaktan sağlanmaktadır. Bugünün küresel fotovoltaik pazarında, modül verimliliği yaklaşık %20-22 olan kristal silisyum güneş pilleri, uzun yıllardır bu alanda liderliğini devam ettiriyor. Bu aygıtlarin hücre verimleri laboratuvar koşullarında %26.8 değerine kadar ulaşmış durumda. Ancak, ulaşılan bu verim değerleri pratik limitlerine oldukça yakın, bu sebeple silisyum güneş pilleri verim anlamında bir doyuma ulaşmış bulunuyor. Küresel ölçekte yenilenebilir enerji payının artırılması için daha yüksek verim sağlayan yenilikçi malzemeler ve yaklaşımlar su anda dünyada en çok önem verilen ve ar-ge harcaması yapılan araştırma konularından.

Son on iki yılda yüksek verimli ince film güneş pili olarak en çok araştırma yapılan malzemelerden olan perovskit tabanlı güneş pilleri, silisyum güneş pilleri ile birleştirildiğinde her iki hücrenin tek başına elde edebileceği verimlerden daha yüksek verimler elde edebilmektedir. Bu iki ayrı hücrenin üst üste ve tek bir hücre olarak üretilmesiyle elde edilen tandem güneş pilleri, endüstriyel olarak uyumlu, çift tarafında piramit deseni olan silisyum alt hücreler üzerine perovskit üst hücrelerini birleştiriyor. Perovskit üst hücresi mavi ışığı daha iyi soğururken, silisyum alt hücresi kırmızı ışığı daha iyi soğuruyor ve toplamda daha fazla enerji üretilebiliyor.

Bugün 100 milyar dolar civarında market büyüklüğü olan fotovoltaik pazarının 2032 yılında 250 milyar dolar büyüklüğe ulaşması bekleniyor. Tandem teknolojilerinin 2032 yılında küresel fotovoltaik pazar payından 10 milyar dolardan fazla pay alacağı tahmin ediliyor ve ileriki dönemde ağırlığının giderek artacağı tahmin ediliyor.