Güneş enerjisinde yüzde 130 kuantum verimliliği! Laboratuvarda sınır aşıldı

Japonya ve Almanya'dan bir grup bilim insanı, güneş pili teknolojisinde çığır açan bir başarıya imza attı. Ekip, laboratuvar ortamında gerçekleştirdikleri deneylerle, güneş pillerinin verimlilik sınırı olarak bilinen Shockley-Queisser limitini aşmayı başardı. Araştırmacılar, geliştirdikleri yeni yöntem sayesinde, güneşten gelen enerjinin çok daha büyük bir bölümünü kullanılabilir elektriğe dönüştürdü. Bu atılım, Amerikan Kimya Derneği Dergisi'nde yayımlanan makalede detaylı biçimde aktarıldı.

Japon ve Alman ekibi: Güneş pili verimliliğinde yüzde 130 kuantum başarısı

Güneş pili alanında uzun yıllardır süren çalışmalar, verimlilik sınırları nedeniyle istenen seviyeye ulaşamamıştı. Shockley-Queisser sınırı olarak adlandırılan bu teorik limit, 1961 yılında ortaya kondu ve güneş panellerinin yalnızca yaklaşık yüzde 33'e kadar verimli olabileceğini gösterdi. Ancak Japonya ve Almanya'dan araştırmacılar, geliştirdikleri yeni bir süreçle bu sınırı aşmayı başardı. Ekip, laboratuvar testlerinde yüzde 130 kuantum verimliliği elde etti. Bu oran, her 100 foton için 130 enerji taşıyıcısının üretilebildiğini gösteriyor ve güneş pili teknolojisinde bugüne kadar kaydedilen en yüksek değer olarak kayıtlara geçti. Özellikle güneş pili üretimi ve enerji dönüşümünde bu gelişmenin, gelecekte çok daha verimli sistemlerin önünü açacağı vurgulandı.

Shockley-Queisser sınırı nasıl aşıldı? Bilim insanları yeni yöntemi açıkladı

Çalışmanın başında yer alan Kyushu Üniversitesi'nden kimyager Yoichi Sasaki, yeni yöntemin detaylarını paylaştı. Araştırmacılar, organik molekül tetracene'i metalik element molibden ile birleştirerek, güneş ışığının yüksek enerjili mavi bölgesini ikiye bölmeyi başardı. Bu sayede, normalde elektriğe çevrilemeyen ışık bandı kullanılabilir hale geldi. Tetracene'in daha önce de bu amaçla denendiği, ancak uzun vadeli enerji dönüşümünde sorunlar yaşandığı belirtildi. Molibdenin eklenmesiyle bu sorunların aşıldığı ve verimliliğin büyük oranda arttığı açıklandı. Bilim insanları, bu yöntemde tekil fisyon tekniğinden yararlandıklarını ve böylece tek bir fotondan iki enerji taşıyıcısı elde edebildiklerini bildirdi. Bu gelişme, güneş pili teknolojisinde 60 yılı aşkın süredir aşılamayan teorik sınırda büyük bir kırılma yarattı.