Yeni ışık toplama sistemi güneş enerjisinde devrim yaratıyor

Güneş ışığını mümkün olduğunca verimli bir biçimde elektriğe yahut başka güç çeşitlerine dönüştürmek için gerekli olan birinci adım verimli bir halde ışığı toplamaktan geçiyor. En ideali bu tıp sistemlerin görünür ışığın tüm spektrumunu emmesidir. Tabiat tarafına baktığımızda temelinde bitkilerin ışık toplayan antenlerinin bunu yaptığını görüyoruz. Alman araştırmacılar da buradan ilham alarak yenilikçi bir ışık toplama sistemi geliştirdi.

Geleneksel silikon bazlı güneş hücreleri temelinde tüm görünür spektrumu emebiliyor lakin bunu zayıf bir halde yapabiliyor. Bu nedenle kâfi ışık gücünü absorbe edebilmek için mikrometre aralığında çok kalın silikon katmanlarına gereksinim duyuluyor, bu da güneş hücrelerini nispeten değerli ve ağır hale getiriyor. Öbür taraftan, organik boyalardan yapılan ince sinema güneş hücreleri de var ve bunlar çok daha ucuz yapıdalar. Bunların da kaybettiği nokta spektrumunun sadece dar bir dilimini absorbe edebilmeleri.

Verimlilik şimdiden yüzde 38

Würzburg Üniversitesi araştırmacıları ise evvelki sistemlerden değerli ölçüde farklılık gösteren yenilikçi bir ışık toplama sistemini ortaya koyuyor. Yeni ışık toplama sistemi inorganik yarı iletkenlerinkine emsal bir bant yapısına sahip. Bu da ışığı tüm görünür aralıkta absorbe edebiliyor. Bunun yanında organik boyaların yüksek soğurma katsayılarını da barındırıyor. Sonuç olarak, doğal ışık toplama sistemlerine benzeri biçimde, nispeten ince bir katmanda büyük ölçüde güç emebiliyor.

Chem mecmuasında yayınlanan yenilikçi ışık toplama sistemi en kolay tabirle katlanmış ve böylelikle birbirine yakın halde istiflenmiş dört farklı merosiyanin boyasından oluşuyor. Bu yapıda moleküller hassas bir formda düzenlenerek gücün anten içinde ultra süratli ve verimli bir formda taşınması sağlanıyor.

Araştırmacılar yeni ışık toplama sisteminin prototipine URPB ismini verdiler. Şaşırtan olmayacak biçimde bu harfler emilen ışık dalga uzunluklarını temsil ediyor: Ultraviyole için U, kırmızı için R, mor için P, mavi için B. Araştırmacılar yaptıkları testlerde URPB’nin geniş bir spektral aralıkta ışığın yüzde 38’ini enerjiye dönüştürmesini sağladı.

Bu yeni sistem, güneş ışığını güce dönüştüren daha verimli güneş hücrelerine ve öteki aygıtlara yol açabilir. Araştırmacılar hem inorganik yarı iletkenlerin hem de organik boyaların avantajlarını bir ortaya getirerek hem ince hem de son derece tesirli bir ışık toplama sistemi ortaya çıkardılar. Bu yenilikçi yaklaşım, güneş gücü alanında ve ötesinde daha fazla ilerlemenin önünü açabilir. Bu alanda atılacak adımlarla randımanın çok daha fazla artırılması da mümkün.