Singapur merkezli SERIS ekibi, perovskit-organik tandem hücrelerde %26,4 verimlilikle dünya rekoru kırarak esnek, hafif ve yüksek performanslı güneş teknolojilerinde yeni bir dönemin kapısını araladı. Bu gelişme, özellikle dronlar, giyilebilir cihazlar ve mobil enerji çözümleri için büyük potansiyel taşıyor.
Singapur Ulusal Üniversitesi bünyesindeki Güneş Enerjisi Araştırma Enstitüsü (SERIS – Solar Energy Research Institute of Singapore), güneş enerjisi teknolojilerinde çığır açan bir gelişmeye imza attı. Geliştirilen yeni nesil perovskit-organik tandem hücre, %26,4’lük bağımsız doğrulanmış verimlilik seviyesiyle kendi sınıfında dünya rekoru kırdı. Bu başarıda, yakın kızılötesi (NIR) ışığı emmede üstün performans sergileyen özel tasarım P2EH-1V molekülü kilit rol oynadı.
Güneş spektrumunun daha geniş kısmını kullanan çift katmanlı mimari
Ekip, biri görünür ışığı toplayan perovskit, diğeri ise NIR bölgesine odaklanan organik tabaka olmak üzere iki katmandan oluşan bir tandem yapı geliştirdi. Alt katmandaki P2EH-1V molekülü, klasik hücrelerin boşa harcadığı NIR ışığı yüksek verimle toplayarak toplam enerji üretimini önemli ölçüde artırdı. Bu çift katmanlı yapı, hem ışık toplamada hem de enerji kayıplarını minimize etmede önemli avantajlar sağlıyor.
Hafif, ince ve bükülebilir yapısıyla mobil uygulamalara entegre edilebilir
Yeni hücrelerin esnekliği ve hafifliği, geleneksel panellerin erişemediği alanlarda kullanım potansiyelini artırıyor. SERIS araştırmacısı Hou Yi, bu teknolojinin özellikle kendi enerjisini üretebilen sağlık izleme yamaları, akıllı tekstiller ve mikro-dronlar için ideal olduğunu vurguladı. Hücrelerin kavisli yüzeylere veya kumaşlara sorunsuz entegre olabilmesi, mobilite ve taşınabilirlik açısından büyük avantaj sunuyor. Örneğin, İsveçli araştırmacılar tarafından geliştirilen perovskit tabanlı güneş filmi entegreli akıllı giysi prototipleri, bu potansiyelin somut örnekleri arasında yer alıyor.
Roll-to-roll üretime uygun yapısıyla endüstriyel ölçek için hazır
Geliştirilen ince film güneş hücreleri, büyük ölçekli üretime uygunluğu sayesinde laboratuvar dışına taşmaya hazır. Roll-to-roll üretim tekniğine entegre edilebilen bu sistem, düşük maliyetli ve yüksek hacimli üretimi mümkün kılarak ticarileşme sürecini hızlandırıyor. Örneğin, Avrupa’daki Solliance araştırma konsorsiyumu, benzer teknolojiler için pilot roll-to-roll hatları işletiyor. Bu da teknolojinin sadece niş pazarlarda değil, kitlesel kullanım alanlarında da yaygınlaşabileceğini gösteriyor.
Türkiye’de tarım, sağlık ve afet bölgeleri için stratejik fırsatlar
Güneşlenme süresi yüksek olan Türkiye, bu tür hafif ve taşınabilir enerji çözümlerinden büyük fayda sağlayabilir. Özellikle tarım sektöründe İTÜNOM’un geliştirdiği Anatolia gibi güneş enerjili İHA projeleri, Bursa Uludağ Üniversitesi’nde yürütülen güneş destekli seracılık denemeleri ve afet bölgeleri için geliştirilen mobil enerji sistemleri, bu hücrelerin yerli uygulamalara entegre edilebileceği öncelikli alanlar arasında. Kamu-özel sektör iş birliğiyle bu teknolojiler yerli üretimle desteklenebilir.
Sıradaki adım: Dayanıklılık testleri ve 2025 sonuna kadar pilot üretim hedefi
SERIS laboratuvarlarında %26,7’ye kadar çıkan verimlilikle test edilen hücrelerin ticari kullanıma hazır hale gelmesi için sıradaki hedef dayanıklılığı artırmak. Araştırma ekibi, çevresel koşullara dayanıklı uzun ömürlü versiyonlar geliştirmeye ve 2025 sonuna kadar pilot üretim hatlarını kurmaya odaklanıyor. Bu süreç tamamlandığında, hücrelerin pazara giriş süreci hızlanacak.
NIR odaklı moleküller sayesinde verimlilik sıçraması yaşandı
NIR (Near-Infrared – yakın kızılötesi) emilimi, güneş ışığının gözle görülmeyen ancak enerji açısından zengin olan yakın kızılötesi (780–2500 nm) dalga boyu aralığındaki kısmının soğurulmasıdır. Geleneksel güneş hücreleri bu bölgedeki ışığı verimli şekilde kullanamazken, NIR emilim özelliğine sahip malzemeler sayesinde daha geniş bir spektrumdan enerji elde edilebilir. Bu da güneş hücrelerinin toplam verimliliğini önemli ölçüde artırır.
Perovskit-organik tandem hücrelerin bugüne dek NIR emilimindeki eksiklikler nedeniyle diğer teknolojilerin gerisinde kaldığı biliniyordu. Geçmişte bu hücrelerin verimlilik seviyeleri %20’nin altında seyrederken, SERIS’in geliştirdiği P2EH-1V molekülü bu açığı kapatarak %26,4’lük bağımsız doğrulama ile dünya rekoru kırdı. Bu ilerleme, yalnızca perovskit-organik hücrelerin değil, tüm ince film güneş teknolojilerinin geleceğini etkileyecek bir eşik olabilir.
Esnek güneş teknolojileriyle entegre enerji
SERIS tarafından geliştirilen esnek ve yüksek verimli güneş hücreleri, yalnızca teknolojik bir başarı değil, aynı zamanda enerji kullanımında köklü bir dönüşümün habercisi. Yakın kızılötesi emilimiyle sağlanan verimlilik artışı, giyilebilir teknolojilerden dronlara kadar geniş bir yelpazede uygulama alanı sunuyor. Roll-to-roll üretime uygun yapısıyla ticarileşme sürecine hızla yaklaşan bu hücrelerin, önümüzdeki yıllarda akıllı tekstiller, sağlık teknolojileri ve afet destek sistemleri gibi alanlarda yaygınlaşması öngörülüyor. Bu gelişme, sürdürülebilir ve taşınabilir enerji çözümlerine geçişte önemli bir kilometre taşı niteliğinde.
İlgili makaleler
- Esnek güneş enerjisi hücreleri: sürdürülebilirliğe yeni bakış
- Esnek güneş enerjisi hücrelerinde verimlilik rekoru
- Spacelis Türkiye: perovskit güneş hücresi ve İHA çözümleri
© 2025 Yeşil Haber