Güneş enerji sektörü hızlı bir şekilde büyürken güneş panellerinin ve güneş hücrelerinin verimliliğini artıracak çalışmalar da gün geçtikçe hızlanıyor. Öne çıkan çalışmalardan biriyse perovskit güneş hücreleri.
Perovskit, güneş hücresi teknolojisi alanında önemli ölçüde dikkat çeken bir kristal yapı türünü ifade eder. Perovskit güneş hücresi (Perovskite Solar Cells - PSC), yeni bir fotovoltaik teknolojidir. Laboratuvar ortamında üretilen perovskit, yeni nesil güneş hücrelerini üretmek için kullanılmaktadır.
Solar enerji sektöründe devrim yaratacağına inanılan perovskit, standart silikon güneş hücrelerinden çok daha verimlidir.
Peki perovskit nasıl güneşi elektriğe çevirebilir hale geliyor?
Perovskit, güneş hücrelerine spin kaplama (spin coating) veya inkjet baskı gibi çözelti işleme teknikleri ile işlenmektedir. Hücre perovskit ile kaplandıktan sonra ısıtılır ve bu aşamada kristaller ortaya çıkmaya başlar.
Silikonun tamamen bırakılmadığı durumlarda perovskit ve silikonun beraber kullanıldığı Tandem güneş hücreleri ortaya çıkmaktadır.Tandem güneş hücreleri, şu ana kadar ticari olarak kullanılabilecek en umut verici güneş hücresi teknolojilerinden biri olarak kabul ediliyor. Bu hücrelerde perovskit tabakası üstte, silikon tabakası altta bulunmaktadır.
Tandem güneş hücrelerinde her katman güneş spektrumunun belirli bir bölümünü absorbe edecek şekilde tasarlanmıştır, böylece güneş pilinin genel verimliliği artmaktadır.
Tandem güneş hücresini oluşturan perovskit üst tabakası kısa dalga oyuna sahip ışığı (gözle görülebilen ışık ve UV ışınları) yakalar. Silikon alt tabakası ise uzun dalga boyu ışığı (kızılötesi) yakalar. Tandem güneş hücresi, farklı dalga boylarındaki ışığı daha etkin bir şekilde yakalayarak güneş enerjisini daha verimli bir şekilde dönüştürebilir.
Perovskit güneş hücrelerinin seri üretim sürecine geçmeden önce düzeltilmesi gereken bir dizi sorun bulunmaktadır. Bunlardan en büyüğü, güneş hücrelerinde kullanılan perovskitin kolayca bozulabilmesidir. Su, oksijen, ısı ve UV ışınları gibi dış etkenler, perovskit malzemesinin hızla parçalanmasına ve dolayısıyla hücrelerin verimliliğinin düşmesine neden olmaktadır.
Perovskit hücrelerin dayanıklılığı laboratuvar ortamında yapılan testlerle belirlenmiştir ve gerçek dünya koşullarında nasıl davranacakları tam olarak bilinmemektedir. Standart güneş panellerinin 25 yıl ömrü olduğu bilinirken, perovskit hücrelerin ömrü hala test aşamasındadır ve 25 yıl gibi uzun bir süreçte nasıl performans gösterecekleri belirsizdir.
Perovskitin güneş hücrelerde kullanılması ve performansı hala test edilirken Oxford PV, dayanıklılık sorununu çözdüğünü ve Tandem güneş hücresi üretimine başladığını belirtmektedir.
