Almanya’nın Berlin Humboldt Üniversitesi ve HZB (Helmholtz-Zentrum Berlin) araştırma ekipleri, güneş enerjisi dönüşümünde önemli bir başarıya imza attı ve CIGS-perovskit tandem hücrelerinde yeni bir dünya rekoru kırdı. Yapılan ince film güneş hücresinin verimliliği yüzde 24,6’ya yükseldi ve bu başarı, Freiburg’daki bağımsız Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü tarafından doğrulandı. CIGS (Bakır, İndiyum, Galyum ve Selenyum) tabanlı ince film hücreler, daha düşük enerji ve malzeme kullanımıyla çevre dostu bir alternatif olarak öne çıkıyor. Bu hücreler, geleneksel silikon bazlı güneş hücrelerine karşı daha esnek ve düşük çevresel etkisiyle dikkat çekiyor, aynı zamanda daha geniş yüzeylerde kullanılabilmesi ile büyük bir potansiyele sahip.
İnce film güneş hücrelerinde verimlilik artırıldı
Yapılan araştırmada, CIGS malzemesinden yapılan alt hücre ile perovskit malzemesinden yapılan üst hücreyi birleştiren yeni bir tandem hücre tasarımı geliştirilmiş. Bu yenilikçi tasarımda, alt ve üst hücreler arasındaki temas katmanlarını iyileştirerek, verimlilik oranı yüzde 24,6’ya çıkartılmış. Bu başarı, güneş enerjisi alanındaki rekordan sadece verimlilikle değil, aynı zamanda hücre teknolojisindeki ilerlemeyle de dikkat çekiyor. CIGS-perovskit tandem hücrelerinin, silikon tabanlı hücrelere göre birçok avantajı bulunuyor.
Özellikle, ayarlanabilir bant aralığı ve yüksek emilim katsayısı sayesinde, bu hücreler güneş ışığının daha geniş bir spektrumunu daha verimli bir şekilde emebiliyor. Ayrıca, bu hücreler radyasyon direncine sahip ve esnek alt tabakalara uygulanabiliyor, bu da onları binalara entegre edilebilen fotovoltaik sistemler gibi çeşitli uygulamalar için oldukça cazip hale getiriyor.
Araştırmacılar, bu hücrelerin teorik verimlilik sınırı olan Shockley-Queisser limitini aşma potansiyeline sahip olduğunu belirtiyor. Bu limit, tek katmanlı güneş hücrelerinin verimliliğinin maksimum seviyesini yaklaşık yüzde 33,7 olarak belirler. Ancak CIGS ve perovskit gibi tamamlayıcı bant aralığına sahip malzemelerin birleştirilmesiyle, tandem hücreler bu teorik sınırı aşabiliyor. Yapılan bu başarılı çalışmanın, CIGS-perovskit tandem hücrelerinin gelecekte yüzde 30 verimlilik sınırını aşarak daha da gelişebileceğini gösterdiği düşünülüyor. Bu, güneş enerjisi üretiminde yeni bir dönemin kapılarını aralıyor ve gelecekteki enerji üretimi için umut verici bir adım olarak kabul ediliyor.
