Güneş hücreleri altı kat daha ucuz organik polimerle rekor seviyede %19,96 verimliliğe ulaştı. Yüksek verimli organik güneş hücreleri, her zaman maliyetli ve karmaşık malzemelere bağımlı oldukları için ticari olarak uygulanabilir hale gelmekte zorlandılar.
Güneş hücreleri organik polimer ile daha ucuz oluyor
Zhengzhou Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi tarafından geliştirilen yeni düşük maliyetli bir polimer, organik güneş hücrelerinde (OSC’ler) benzeri görülmemiş bir %19,96 güç dönüşüm verimliliğine ulaştı. Bu, sürdürülebilir ve uygun fiyatlı enerji için önemli bir sıçramayı işaret ediyor.
Yeni bir çalışmada: “Fotoaktif malzemelerin fahiş fiyatı, organik güneş hücrelerinin (OSC’ler) endüstrileşmesi için büyük bir zorluk” ifadeleri yer aldı. Bu atılım, güneş enerjisinin maliyetini önemli ölçüde azaltmayı ve yaygın olarak benimsenmesini hızlandırmayı vaat ediyor. Prof. Chenkai Sun liderliğindeki ekip, performansı artırmak ve üretim giderlerini önemli ölçüde azaltmak için bir triflorometil (CF₃) grubu içeren iki yeni polimer olan PTQ14 ve PTQ15’i tanıttı.
PTQ15’in ekonomik avantajı önemli. Üretim maliyetinin kilogram başına sadece 35.528 dolar olduğu tahmin edilmektedir. Bu rakam, şu anda piyasada bulunan PM6 (205.725 dolar/kg) ve D18 (211.432 dolar/kg) gibi diğer yüksek performanslı “yıldız” polimerlerden beş ila altı kat daha ucuzdur.
PTQ15’in sunduğu düşük maliyet, yüksek verimlilik, gelişmiş kararlılık ve hava işlemi uyumluluğunun çığır açan kombinasyonu, organik güneş hücrelerinin laboratuvar meraklarından ana akım bir enerji çözümüne dönüştürülmesi için gereken katalizör olabilir. Bu dikkate değer maliyet düşüşü, yalnızca 3-4 adım gerektiren ve %80’i aşan etkileyici verimler gösteren akıcı bir sentez süreciyle elde edildi.
PTQ15, maliyet etkinliğinin ötesinde, düşük maliyetli organik malzemeler için yeni bir verimlilik ölçütü belirlemiştir. PTQ15’i K1/K6 alıcılarıyla eşleştiren OSC’ler, rekor kıran %19,96’lık bir güç dönüşüm verimliliğine ulaştı. Araştırma ayrıca 1,40 pikosaniyede ultra hızlı yük transferi ve sadece 0,190 eV’de minimal radyasyon dışı enerji kaybını ortaya koydu; bu da olağanüstü malzeme özelliklerini gösteriyor.
Araştırmacılar: “PTQ15 tabanlı üçlü OSC’lerin 1,40 ps içinde ultra hızlı ve verimli yük transferi elde etmesi dikkat çekicidir; bu, benzerlerinden (14,54 ve 10,17 ps) önemli ölçüde daha hızlıdır” diye eklediler.
