Hong Kong Politeknik Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, yarı şeffaf organik güneş panelleri (ST-OPV) için fotoaktif malzemelerin potansiyelini değerlendirmeye yönelik FoMLUE adında yenilikçi bir parametre geliştirdi. Bu çalışma, teknolojinin geniş ölçekli ticarileşmesinin önünü açabilecek önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.
Şeffaf güneş panelleri büyük potansiyele sahip
Pencerelere, ekranlara ve çeşitli yüzeylere entegre edilebilen şeffaf güneş pilleri, yenilenebilir enerji sektörünü dönüştürme potansiyeline sahip. Ancak bu teknolojinin önünde hala bazı zorluklar bulunuyor; bunların başında şeffaflık ile enerji verimliliği arasındaki dengeyi sağlamak geliyor.
Hem yüksek enerji üretimi hem de estetik görünüm sunan yarı şeffaf organik fotovoltaikler (ST-OPV) bu nedenle son yıllarda bilim dünyasında büyük ilgi görüyor. Benzersiz ışık soğurma özellikleri, düşük üretim maliyetleri ve çevre dostu yapıları sayesinde ST-OPV’ler, bina ile bütünleşik güneş enerjisi sistemleri alanında oldukça güçlü bir gelişme potansiyeline sahip.
Bu potansiyeli tam anlamıyla hayata geçirebilmek için araştırmacılar, farklı malzeme kombinasyonlarını bir araya getirerek ve gelişmiş cihaz mühendisliği tekniklerinden yararlanarak ST-OPV’lerin verimliliğini ve kararlılığını artırdı. Ayrıca, ürünün renginin güneş ışığı altında doğal görünmesini sağlayarak fotovoltaik sistemin binanın görselliğinden ödün vermemesini sağladılar.
Malzeme performansını ölçen yeni gösterge geliştirildi
Hong Kong Politeknik Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Li Gang ile Dr. Yu Jiangsheng liderliğindeki ekip, klasik fotoaktif malzemeleri değerlendirmek amacıyla boyutsuz bir parametre olan FoMLUE’yi geliştirdi.
FoMLUE, malzemelerin ortalama görsel geçirgenliği, bant aralığı ve akım yoğunluğunu normalize edilmiş soğurma verilerine göre değerlendirerek, yarı şeffaf güneş pilleri için en uygun malzeme kombinasyonlarını belirlemeyi sağlıyor.
Araştırma sonucunda, FoMLUE değeri en yüksek üçlü malzemelerle üretilen ST-OPV’lerin, diğer örneklere kıyasla daha iyi ısı yalıtımı ve çalışma kararlılığı gösterdiği, ayrıca %6,05’lik rekor bir ışık kullanım verimliliğine ulaştığı ortaya kondu. Bu değerin, şimdiye kadar rapor edilmiş en yüksek oran olduğu belirtiliyor.
Coğrafi etkenlerin performansa etkisi ölçüldü
Ekip, ST-OPV’lerin performansında coğrafi koşulların rolünü de araştırdı. Bunun için, ST-OPV kaplamalı pencerelerin enerji üretimi ve binaların ısıtma/soğutma yükleri üzerindeki etkisini analiz eden geçici bir simülasyon modeli geliştirildi.
Bu model, Çin genelindeki 371 şehirde uygulandı ve %90’dan fazlasında yıllık enerji yükünün azaldığı belirlendi. Özellikle sıcak yazlara ve ılıman kışlara sahip bölgeler, ST-OPV camların kurulumu için en uygun alanlar olarak öne çıktı. Bu bölgelerde yıllık enerji tasarrufunun metrekare başına 1,43 GJ’ye kadar ulaşabileceği tespit edildi.
Araştırma ekibi, bundan sonraki süreçte ST-OPV’lerin uzun vadeli dayanıklılığını artırmayı ve teknolojiyi geniş yüzeyli güneş modüllerine ölçeklendirmeyi hedefliyor. Bu iki adımın da teknolojinin ticari kullanıma geçişinde kilit öneme sahip olduğu belirtiliyor.
Kaynak : https://www.donanimhaber.com/yari-saydam-gunes-panellerinde-rekor-verimlilige-ulasildi–197691
