Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Geleceğin Teknolojileri Arasında Olması Beklenen Perovskit/Silisyum Tandem Güneş Pillerinin Saha Testleri Gerçekleştirildi!

Geleceğin Teknolojileri Arasında Olması Beklenen Perovskit/Silisyum Tandem Güneş Pillerinin Saha Testleri Gerçekleştirildi! Erkan Aydın
KAUST kampüsünde ben ve üretmiş olduğumuz perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin saha testleri esnasındaki bir fotoğrafı.
5 dakika
2,564
Tarihi Geçmiş Haber

Bu haber 3 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.

Tüm Reklamları Kapat

Perovskit, oksit mineraller kategorisinde yer alan, kristal yapısı ABX3 olan bir mineraldir. Perovskitlerin metal halojenür formunda üretilen ince filmleri, ışığı soğurma konusundaki üstün yetileri sayesinde foto aktif malzemeler olarak kullanılabilmektedir. Bu malzemelerden üretilen perovskit güneş pilleri, 2009 yılından bu yana, alışılmışın dışında, çok hızlı bir gelişme eğrisi gösterdi. Bu olağanüstü performansın merkezinde malzemenin kendi yapısından kaynaklanan eşsiz yarı iletken özellikleri yatmakta. Şu sıralar, fotovoltaik alanında çalışan araştırma grupları bu malzemeleri daha durağan (uzun ömürlü) ve geniş alanlara uygulanabilir hale getirmek için sıkı bir şekilde çalışmaktalar.

Ancak, halihazırda bu aygıtların var olan ve halen fotovoltaik pazarının %95'inden fazla pazar hakimiyeti bulunan silisyum teknolojisini kısa sürede yakalaması pek kolay görünmüyor (Silisyum güneş pilleri, tek kristal ya da çoklu kristal silisyum tabakalar üzerine üretilen ve güneş ışınımlarını elektrik enerjisine dönüştüren aygıtlar olarak bilinir). Bunun altında yatan sebepler; hala tek başına perovskit güneş pillerinin ömürlerinin silisyum kadar uzun olmaması (genelde silisyum için 25 seneden daha fazla çalışma ömrü belirlenir), birçok ince film kaplama tekniği olmasına rağmen henüz hangi yöntemin geniş alanlara uygulamada daha uygun olduğunun test edilip kesinleştirilememesi ve standart endüstriyel testlerin henüz basari ile gerçekleştirilmemiş olması gibi sebepler sayılabilir.

Bu tartışmalara bir yana, bilim çevrelerindeki genel kanı perovskit güneş pillerinin silisyum güneş pillerinin yerini almasından ziyade, onunla beraber “tandem” formunda çalışmasının daha faydalı olacağı yönünde. Esasında, bu silisyum teknolojisinin de uzun zamandır arayışta olduğu bir durum. Tandem güneş pili, değişik enerji aralığına sahip birden fazla güneş pilinin üst üste eklenmesiyle oluşturulur. Böylelikle güneş ışınımına daha duyarlı bir aygıt oluşturulur.

Tüm Reklamları Kapat

Monolitik perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin veriminin yıllar içinde değişimi
Monolitik perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin veriminin yıllar içinde değişimi
NREL

Silisyum güneş pilleri maliyet konusunda son 10 yılda çok fazla yol kat etti ve şu anda maliyet/güç oranı 20-25 ¢/W seviyelerine kadar düşmüş durumda. Ancak fotovoltaik endüstrisinin devam edebilmesi ve kendi alanını genişletilebilmesi için bu değeri daha aşağıya çekmeleri gerekmekte. Diğer yan maliyetler, örneğin evirici, cam, çerçeve gibi modül malzemeleri, kurulum maliyetleri ve arsa giderleri gibi maliyetlerden daha fazla düşüm yapılması çok mümkün görünmüyor. Mevcut silisyum güneş pillerinin 5-7 yıl içerisinde teknolojik limitlerine ulaşacağı düşünülürse, bunun için tek yol mevcut güneş pillerinin verimini arttırmaktan geçiyor.

Bu bağlamda, perovskit güneş pilleri çok önemli fırsatlar sunuyor. Perovskitlerin yarı iletken optik band aralıklarının ayarlanabilmesi ve silisyum üzerine maliyet etkin olarak üretilebilmesi en önemli sebepler. Bu doğrultuda, birçok ülke perovskit/silisyum güneş pillerine ciddi yatırımlar yapmakta ve halihazırda Oxford Üniversitesinden doğan Oxford PV firması bu güneş pillerini pazara getirmeye en yakın şirket konumunda. Ayni zamanda, KAUST, EPFL, HZB, NREL, UNSW gibi dünyaca ünlü üniversitelerde konu ile ilgili yoğun araştırma faaliyetleri yürütülmekte.

KAUST Fotovoltaik Laboratuvarı'nda üretmiş olduğumuz perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin fotoğrafı.
KAUST Fotovoltaik Laboratuvarı'nda üretmiş olduğumuz perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin fotoğrafı.
KAUST Fotovoltaik Laboratuvarı

Ben de 2017 yılından bu yana bu alanda Kızıldeniz yanında yer alan KAUST Solar Center’da (KAUST Güneş Araştırmaları Merkezi) doktora sonrası çalışmalarımı yürütmekteyim. Buradaki temel hedefim yüksek verimli perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin endüstriyel ölçekte üretime hazırlanması doğrultusunda. Halihazırda KAUST tarafından desteklenen 2 milyon dolar bütçeli “perovskit/silisyum tandem güneş pilleri” araştırma projesinin baş araştırmacısı pozisyonumu sürdürüyorum. KAUST Fotovoltaik Laboratuvarı'nda yaptığımız uzun bir altyapı kurulum aşamasından sonra, ben ve çalışma arkadaşlarım, 2020 yılının başında Science dergisinde yayınlanan çalışmamızda bu teknolojiyi daha ucuz üretebilmek için çözelti yöntemiyle üretilen perovskit güneş pillerini standart silisyum güneş pillerini adapte edip %25.7 verime ulaşmayı başardık (silisyum güneş pili kendi başına %22 verimle çalışmakta).[3]

Çözelti yöntemi ile üretilen perovskit filmlerin piramit dokulu silisyum güneş pilleri üzerindeki taramali elektron mikroskop görüntüleri ve bu filmlerden üretilen tandem güneş pillerinin akım-potansiyel grafikleri.
Çözelti yöntemi ile üretilen perovskit filmlerin piramit dokulu silisyum güneş pilleri üzerindeki taramali elektron mikroskop görüntüleri ve bu filmlerden üretilen tandem güneş pillerinin akım-potansiyel grafikleri.
Science

2020 Eylül ayında, yeni bir çalışma ile, bu sefer endüstriyel üretime çok uygun olan vakum tekniklerini kullanarak, %25.1 verimle ve optik olarak çok daha iyi akım toplayabilen aygıtlar ürettik. Daha sonra bu güneş pillerinin Suudi Arabistan'ın Cidde kentinde saha performansını ölçtük. Cidde kentini seçmemizin temel sebebi, güneşlenme süresinin çok uzun olması ve bu sayede daha fazla güç üretimine olanak vermesiydi. Esasında, bu tip tandem güneş pillerinin en uygun konumlandırılabileceği yerlerin başında bu sıcak iklimler yer almakta (Türkiye'de ise Konya-Karaman bölgesi buna benzer en uygun bölge olabilir).

Tüm Reklamları Kapat

Perovskit/silisyum tandem güneş pilleri Cidde'de KAUST test sahasında test edilirken (üstte). Yalıtılmış perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin sahadaki yakın görüntüleri (altta).
Perovskit/silisyum tandem güneş pilleri Cidde'de KAUST test sahasında test edilirken (üstte). Yalıtılmış perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin sahadaki yakın görüntüleri (altta).
KAUST

Bu ölçümleri alırken, güneş pillerinin çalışması ile ilgili ilginç bir davranış gözlemledik: gerçek çalışma koşullarında aygıtlar 60˚C sıcaklığa kadar ulaşırken (laboratuvar ölçümleri standart sıcaklık olan 25˚C'de yapılır), perovskit yarı iletkenlerin akım toplama kapasiteleri azalıyor (optik bant aralığının artması), silisyum güneş pillerininki artıyordu (optik bant aralığının azalması). Bu silisyum ve diğer inorganik yarıiletkenler için bilinen bir durum olsa da perovskit tam tersi bir davranış gösteriyordu. Bu da bütün aygıt tasarımının gerçek çalışma koşulları için yeniden yapılması anlamına geliyordu. Bu doğrultuda çalışma arkadaşım Thomas G. Allen ile birlikte en uygun malzeme özelliklerini farklı sıcaklıklar için yeniden hesapladık ve bu çalışmamız, dünyanın enerji alanında en saygı duyulan dergisi olan Nature Energy'de yayınlandı.[4]

Vakum yöntemi ile üretilen perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin üst tarafından alınan taramalı elektron mikroskop görüntülerinde piramit doku (solda) ve farklı sıcaklıklar icin hesaplanan ideal optik bant aralığı değerleri (sağda).
Vakum yöntemi ile üretilen perovskit/silisyum tandem güneş pillerinin üst tarafından alınan taramalı elektron mikroskop görüntülerinde piramit doku (solda) ve farklı sıcaklıklar icin hesaplanan ideal optik bant aralığı değerleri (sağda).
Nature Energy

Bir paradigma değişiminin eşiğinde olduğumuz bu dönemde, önümüzdeki birkaç yıl içerisinde bu alanda başka çığır açıcı gelişmeler olması da kaçınılmaz. Özellikle 2021 yılında %30 verim değerinin aşılacağını düşünüyorum ki bu değer silisyum güneş pillerinin ulaşabileceği değerlerin çok üzerinde. Bugün yıllık hacmi 50 milyar doları bulan fotovoltaik endüstrisi, bu dönüşümden önümüzdeki 10 yıl içerisinde kaçamayacaktır. Ülkemizin de bu yeni nesil teknolojiyi yakalaması, pazarda Türk firmalarına öncelik sağlayacaktır.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
24
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 12
  • Muhteşem! 4
  • Bilim Budur! 4
  • Umut Verici! 4
  • İnanılmaz 3
  • Merak Uyandırıcı! 3
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 2
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/05/2024 12:07:45 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9374

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Ornitoloji
Etimoloji
Uterus
Elektron
Şizofreni
Genel Görelilik
Yeni Koronavirüs
Nadir
Kimya
Jeoloji
Çalışma
Terapi
Çocuk
Hormon
Kadın
Canlı
İlişki
Kalp
Gebelik
Etik
Akıl
Hastalık Kataloğu
Felsefe
Entomoloji
Nükleik Asit
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
E. Aydın, et al. Geleceğin Teknolojileri Arasında Olması Beklenen Perovskit/Silisyum Tandem Güneş Pillerinin Saha Testleri Gerçekleştirildi!. (23 Eylül 2020). Alındığı Tarih: 22 Mayıs 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/9374
Aydın, E., Bakırcı, Ç. M. (2020, September 23). Geleceğin Teknolojileri Arasında Olması Beklenen Perovskit/Silisyum Tandem Güneş Pillerinin Saha Testleri Gerçekleştirildi!. Evrim Ağacı. Retrieved May 22, 2024. from https://evrimagaci.org/s/9374
E. Aydın, et al. “Geleceğin Teknolojileri Arasında Olması Beklenen Perovskit/Silisyum Tandem Güneş Pillerinin Saha Testleri Gerçekleştirildi!.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 23 Sep. 2020, https://evrimagaci.org/s/9374.
Aydın, Erkan. Bakırcı, Çağrı Mert. “Geleceğin Teknolojileri Arasında Olması Beklenen Perovskit/Silisyum Tandem Güneş Pillerinin Saha Testleri Gerçekleştirildi!.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, September 23, 2020. https://evrimagaci.org/s/9374.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close