Güneş enerjisinin maliyetlerini önemli ölçüde azaltacak yeni bir buluş, Michigan Üniversitesi’nde gerçekleştirilen bir çalışma sonucunda ortaya çıktı. Bu gelişme, perovskit tabanlı güneş panellerinin maliyetini mevcut ince film güneş panellerine kıyasla iki ila dört kat daha ucuz hale getirebilir. Perovskit, güneş enerjisi sektöründe silicon’un yerini alabilecek potansiyele sahip bir malzeme olarak dikkat çekiyor. Ancak, bu malzemenin hızlı bozulma sorunu, ticari rekabet açısından bir engel teşkil ediyordu. Michigan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, perovskitlerin daha uzun ömürlü olmasını sağlayacak yeni bir yöntem keşfetti.
Perovskitler, düşük sıcaklıklarda üretilebiliyor olması nedeniyle çevresel ve ekonomik açıdan avantajlı. Ancak, ısı, nem ve hava ile temas ettiğinde hızla bozuluyorlar. Michigan Üniversitesi’nden Kimya Mühendisliği Yardımcı Doçenti Xiwen Gong liderliğindeki araştırma ekibi, perovskitlerin kararlılığını ve genel ömrünü artırmak için “kusur yatıştırıcı” moleküller üzerine çalıştı. Bu moleküller, perovskit kristallerinde bulunan ve elektron hareketini engelleyerek malzemenin bozulmasını hızlandıran kusurlara karşı koruma sağlıyor.
Araştırmacılar, perovskit filmlerine eklenen üç farklı molekül üzerinde çalıştı. Her biri benzer kimyasal yapı taşlarına sahip bu moleküllerin boyut, ağırlık ve düzenleme gibi farklı özellikleri vardı. Buldukları sonuçlara göre, daha büyük moleküller perovskit kristalleriyle daha fazla bağlantı noktasına sahip oldukları için daha iyi yapışıyor ve kusurların oluşumunu engelliyorlar. Ayrıca, perovskit tanelerinin üretim sırasında daha büyük oluşmasını sağlayarak taneler arası sınır yoğunluğunu azaltıyorlar. Bu da, kusurların oluşabileceği alan sayısını azaltıyor.
Araştırma, perovskit filmleri üzerinde 200 derece Celsius üzerinde ısıtıldığında, hacimce büyük katkı maddelerinin filmlerin karakteristik koyu siyah rengini daha fazla koruduğunu ve daha az yapısal kusur geliştirdiğini doğruladı. Araştırma ekibi, molekül tasarımının boyut ve yapılandırmasının önemine vurgu yaparak, bu tasarım felsefesinin perovskit güneş pillerinin, ışık yayan cihazların ve fotodedektörlerin ömrünü daha da iyileştirmek için çeşitli perovskit formülasyonlarında uygulanabileceğini belirtiyor.
Bu buluşun güneş enerjisi alanındaki maliyetleri önemli ölçüde düşürmesi bekleniyor. Çevreye daha az zararlı olan ve üretimi daha ucuz olan bu yeni tür güneş panelleri, sürdürülebilir enerji kaynaklarına erişimi artırabilir ve güneş enerjisinin yaygınlaşmasına önemli katkılar sağlayabilir.
