Güneş pili teknolojisinde umut verici yeni bir gelişme

Kendiliğinden bir araya gelen moleküller kendilerini tek molekül kalınlığında bir katman halinde düzenlerler ve bu durumda güneş pillerinde elektron taşıma katmanı görevi görürler.

“Bu tek katmanları oluşturan moleküller, tıpkı akıllı yapıştırıcılar gibi, yerleşik cihazların yüzeyini tek bir molekülden oluşan ince, kalın bir katmanla kaplıyor, gittikleri yere yapışmıyorlar, kendilerini kimyasal maddelerle tutturuyorlar. “Teknoloji Üniversitesi Kimya Teknolojisi Fakültesi’nden profesör ve yeni teknolojinin mucitlerinden biri olan Tadas Malinauskas, yalnızca iletken metal oksitle temas halinde olduklarını açıklıyor.

Malinauskas’a göre, böyle bir katmanın geliştirilmesi, bileşiğin çok seyreltik bir çözeltisine batırılan veya püskürtülen, elektriksel olarak iletken bir metal oksit katmanına sahip bir cam alt tabaka gerektiren, nispeten basit ve malzeme açısından verimli bir işlemdir.

Bu şekilde metal oksit yüzeyine yalnızca kendiliğinden birleşen moleküller bağlanır ve yapışmayanlar yıkanarak uzaklaştırılır. Bu sayede yalnızca ihtiyaç duyulduğunda ince bir katman oluşturulur.

Yeni nesil güneş pillerinin geliştirilmesinde önemli bir adım

KTU’daki bir araştırma ekibi, birkaç yıldır yük taşıyan organik malzemeleri topluyor ve inceliyor. Önceki deneyler daha çok perovskit güneş pillerindeki pozitif yükü aktarmak için kullanılan moleküllere odaklanmıştı.

“Bu moleküllerin yeni nesil güneş pillerinin geliştirilmesine büyük bir ivme kazandırdığını şimdiden rahatlıkla söyleyebiliriz. Dolayısıyla bir sonraki adımımız oldukça mantıklı: negatif yük taşıyabilen benzer moleküller geliştirmek ve bu malzemeleri güneş pillerinde uygulamak. KTU Kimya Teknolojisi Okulu’nda profesör olan ve buluştan sorumlu araştırma grubunun başkanı olan Vytautas Gitaotis şöyle diyor: “Perovskite güneş pilleri.”

Çok ince bir tabaka olmasına rağmen güneş pillerinde oynadığı rol oldukça önemlidir. Malinauskas, işiyle ilgili en iyi benzetmenin metro olduğunu söylüyor. “Bu katman, metrodaki otomatik kapı gibi, yalnızca tek bir tür yükün geçmesine ve elektroda doğru yolculuğuna devam etmesine izin veriyor” diyor.

Bu sayede kendiliğinden bir araya gelen moleküller güneş pillerinin verimliliğini artırır.

Perovskit güneş pillerinin yapıları katman sırasına göre farklılık gösterir. Normal bir yapıda, şeffaf bir alt tabaka üzerinde negatif yük transfer katmanı oluşturulur, bunu pozitif yük transfer ve ışık emici katmanlar takip eder. Ters yapıya sahip güneş pillerinde pozitif ve negatif yük transfer katmanları dönüşümlü olarak yer alır.

Mucit ve KTU’da doktora öğrencisi Lorena Monica Svirskietti, iki yapı arasındaki temel farkın uygulama alanları olduğunu söylüyor.

Sverskite, “Normal yapı, düşük maliyetli, üretimi kolay ancak daha az verimli güneş pilleri üzerinde çalışmak için daha yaygın olarak kullanılıyor. Tersine çevrilmiş yapı, tandem cihazlar olarak da bilinen daha verimli kompakt cihazların yapımında kullanılmasına olanak tanıyor” diyor. .

Şu anda her iki yapı üzerinde de yoğun araştırmalar yürütüldüğü için KTU bilim insanları, yeni buluşun bir öncekinden daha az önemli ve umut verici olmadığına inanıyor.

KTU’nun patent portföyündeki en güçlü buluşlar

Yeni buluş, Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden (KAUST) bilim insanlarıyla yapılan işbirliğinin sonucudur.

Malinauskas, “KTU’daki kimyagerler olarak biz malzemeleri ve kaplama teknolojisini geliştirmek, optimize etmek ve optimize etmekten sorumluyduk, bu arada Suudi Arabistanlı meslektaşlarımız bunların güneş pillerindeki performansını araştırdı” dedi.