Perovskit kristallerinden üretilen güneş pilleri, yüksek verimlilik potansiyeli ile temiz enerji dönüşümünde silikonun en büyük rakibi olarak öne çıkıyor. Ancak bu piller, üretim ve kullanım aşamalarında maruz kaldıkları ısı nedeniyle ciddi sorunlarla karşı karşıya kalıyor. Çin’deki Xi’an Jiaotong Üniversitesi (XJTU) araştırmacıları, ısı hasarının yayılmasını engelleyen devrim niteliğinde bir koruma yöntemi geliştirerek, bu pillerin ömrünü binlerce saate çıkarma hedefini gerçekleştirdi.
ISI KAYNAKLI BOZULMAYA “MOLEKÜLER KİLİT” ÇÖZÜMÜ
Perovskit malzemeler, mükemmel ışık emme yetenekleriyle dikkat çekiyor; ancak elektriksel çekimle bir arada duran yapıları nedeniyle ısı altında hızla çözülme riski taşıyorlar. Özellikle üretim sürecindeki “tavlama” aşamasında, kristal yapıdaki iyot atomlarının sızması, panelin verimliliğini kalıcı olarak düşürüyor.
Dr. Chao Liang’ın liderliğindeki ekip, bu sızıntıyı durdurmak amacıyla “moleküler pres tavlama” yöntemini geliştirdi. Isıtma sürecinde yüzeye uygulanan özel bir film, azot zengin molekülleri kurşun atomlarına bağlayarak, yüzeyi adeta kilitledi. Bu teknik sayesinde kristal yapı bozulmadan korunuyor ve elektrik akışındaki kayıpların minimize edilmesi sağlanıyor.
%26,5 VERİMLİLİK VE 5 BİN SAATLİK DAYANIKLILIK
Yeni yöntem, perovskit pillerin verimlilik oranlarını zirveye taşıdı. Küçük cihazlarda %26,5, modül seviyesinde ise %23,0 oranına ulaşıldı. En dikkat çekici bulgular ise dayanıklılık testlerinden geldi:
Zorlu Koşullar: 85°C sıcaklık ve %60 nem altında 1.617 saat çalışan hücreler, güçlerinin %98,6’sını korudu.
Uzun Ömür: Oda koşullarında saklanan piller, 5.280 saat (yaklaşık 7 ay) sonra bile saflığını %97,2 oranında muhafaza etti.
SERİ ÜRETİM MALİYETLERİ 47 KAT DÜŞEBİLİR
Geliştirilen presleme yönteminde kullanılan şablon filmin, 30 kez üst üste yeniden kullanılabildiği kanıtlandı. Bu durum, yüzey işleme malzeme maliyetlerini 47 kattan fazla azaltarak güneş enerjisinin birim maliyetini düşürme potansiyeline sahip.
Uzmanlar, perovskit pillerin laboratuvar dışındaki gerçek dünya koşullarında (yağmur, toz, aşırı sıcaklık değişimleri) tam performans sergilemesi için hala bazı ambalajlama engellerinin bulunduğunu belirtiyor. Ancak “moleküler presleme” teknolojisi, perovskitlerin piyasada silikon panellerle rekabet edebilmesi için kritik öneme sahip “erken bozulma” sorununu önemli ölçüde çözmüş görünüyor.
