Yeni geliştirilen düşük maliyetli bir polimer, organik güneş pillerinde %19,96 gibi rekor bir verimlilik sağlıyor. Bu gelişme, hem üretim maliyetlerini düşürüyor hem de teknolojinin ticarileşmesini hızlandırma potansiyeli taşıyor.
Çin, Zhengzhou Üniversitesi ekibi, hava koşullarında işlenebilen ve altı kat daha ucuz yeni bir polimerle %19,96 verimlilik sağlayarak organik güneş pili teknolojisinde ticari dönüşüme kapı araladı.
Organik güneş pilleri (OSC – Organic Solar Cells), hafiflik, esneklik ve çevreci yapılarıyla dikkat çekse de, üretimlerinde kullanılan pahalı malzemeler sebebiyle yaygınlaşamamıştı. PM6 ve D18 gibi “yıldız” polimerlerin fiyatları 200 bin Dolar seviyelerinde seyrederken, bu maliyetler ticari üretimi engelliyordu.
Düşük maliyetli sentezle rekor verimliliğe ulaşan yeni nesil polimer
Prof. Chenkai Sun liderliğindeki araştırma ekibi, PTQ14 ve PTQ15 adını verdikleri iki yeni polimer geliştirdi. Bu malzemelerde kullanılan triflorometil (CF₃) grubu, hem performansı artırdı hem de üretim maliyetini ciddi oranda düşürdü. PTQ15’in kilogram başına maliyeti sadece 35.528 Dolar. Bu rakam, mevcut yüksek verimli polimerlere göre 5 ila 6 kat daha düşük.
İşlem kolaylığı ve sürekli verim: Endüstriyel uygulama için kritik adımlar
PTQ15’in dikkat çeken bir diğer özelliği ise üretim sürecindeki sadelik. Sentezi yalnızca 3-4 adımda tamamlanabiliyor ve %80’in üzerinde verim sağlanabiliyor. Dahası, %25 bağıl nem içeren açık hava koşullarında bile üretilen cihazlar %19,37 gibi yüksek bir verimliliğe ulaşabiliyor.
Teknik performans: Çok hızlı şarj transferi ve düşük enerji kaybı
Yeni nesil polimerlerin sunduğu bir diğer avantaj, olağanüstü şarj taşıma kapasitesi. PTQ15 tabanlı hücrelerde şarj transferi sadece 1,40 pikosaniyede gerçekleşiyor. Ayrıca malzeme, yalnızca 0,190 eV seviyesinde düşük enerji kaybı göstererek enerji dönüşümünü daha verimli hale getiriyor.
Şimdiye kadarki en düşük maliyet seviyesi
Çalışma, bu yeni nesil organik güneş pillerinin minimum sürdürülebilir üretim fiyatını 0,36 $/W olarak hesaplıyor. Bu değer, organik fotovoltaik sistemlerde şimdiye kadar bildirilen en düşük maliyet olarak kayıtlara geçti ve geleneksel silikon tabanlı panellerle karşılaştırıldığında anlamlı bir maliyet avantajı yaratıyor.
Hedef %20 verimlilik eşiğini aşmak
Ekip, şimdiden bir sonraki hedefe odaklanmış durumda: Verimliliği %20’nin üzerine taşımak. Bunun için bağışçı-akseptör uyumu, film morfolojisi ve yapı mühendisliği gibi alanlarda yeni optimizasyonlar planlanıyor.
Çalışma ortakları ve destekleyen kurumlar
Bu çığır açan çalışma, Zhengzhou Üniversitesi Kimya Fakültesi önderliğinde; Çin Bilimler Akademisi Kimya Enstitüsü ve Wuhan Üniversitesi iş birliğiyle gerçekleştirildi. Proje, Çin Ulusal Doğal Bilimler Vakfı ile Henan Eyalet Doğal Bilimler Fonu tarafından desteklendi.
Türkiye için düşük maliyetli güneş teknolojilerinde yeni fırsatlar
Türkiye, güneş enerjisi potansiyeli yüksek bir ülke olarak, maliyet-etkin ve açık hava koşullarına uyumlu organik güneş teknolojilerinden büyük ölçüde faydalanabilir. PTQ15 gibi düşük maliyetli polimerlerin sanayide uygulanabilir hale gelmesi, özellikle kırsal alanlarda elektrifikasyon, mobil sistemler ve binalara entegre çözümler için önemli bir açılım sunuyor. Yerli üretim ve teknoloji transferine yönelik stratejik yatırımlarla Türkiye, bu alanda bölgesel bir üretim ve Ar-Ge merkezi haline gelebilir.
Verimlilik sınırını aşan düşük maliyetli teknolojilere doğru
PTQ15 gibi yeni nesil polimerlerle elde edilen yüksek verimlilik ve düşük üretim maliyeti, organik güneş pillerinin uzun süredir beklenen ticari atılımını mümkün kılabilir. Hava koşullarına dayanıklı üretim, hızlı şarj transferi ve sürdürülebilir fiyat avantajı, bu teknolojiyi sadece laboratuvar ortamında değil, gerçek dünya uygulamalarında da güçlü bir aday haline getiriyor. Önümüzdeki dönemde verimliliğin %20 sınırını aşması ve bu teknolojinin enerji yoksunluğu yaşayan bölgelerde yaygınlaşması bekleniyor.
İlgili makaleler
- Yapay zekayla hızlı ve güvenli batarya inovasyonu
- Güneş termal enerji projelerinde maliyet düşüren buluş
- Ev tipi güneş enerjisi için yüksek hızlı su bazlı batarya çözümü
- Plastik kirliliğine karşı ‘Yaşam döngüsü yaklaşımı’
© 2025 Yeşil Haber