Ultra verimli güneş panelleri
Günümüzde piyasada bulunan güneş panelleri, genellikle silikonun kullanıldığı, tek bir yarı iletken malzemeden imâl ediliyor. Güneş ışınlarının spektrumunun ancak kısıtlı bir bandı panellerde absorbe edilebildiği için güneş ışınlarının çok büyük bir kısmı ısı olarak kayboluyor. Bu nedenle tipik bir panel güneş enerjisinin % 20’sinden daha az bir kısmını ancak kullanabiliyor.
Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden (Caltech) malzeme bilimleri ve uygulamalı fizik bölümü profesörü Harry Atwater ve ekibinin, güneş ışınlarının daha büyük bir kısmının elektriğe dönüştürülebilmesi için yaptığı araştırmalara göre güneş panellerindeki verimlilik % 50’ye kadar çıkabilir. Atwater ve ekibinin yaptığı tasarım, güneş ışınlarını bir prizma gibi ayrıştırarak 6 ile 8 arasında dalga boyuna ayırıyor. Her bir dalga boyuna ve dolayısıyla renge ait ışın demeti, kendisini geçirebilen bir filtre tarafından absorbe ediliyor. Absorbe edilen ışınlar, kendi dalga boyuna ait filtreye entegre edilmiş güneş hücresinde elektriğe dönüşüyor.
Atwater ve ekibinin yaptığı tasarımda güneş ışınları yansıtıcı metallerden geçerek şeffaf bir malzemeye doğru belirli bir açı ile yansıtılıyor. Şeffaf malzemenin dışı, 6 ile 8 farklı yarı iletken malzeme ile kaplı. Işınlar bu malzemeye ulaştığında ilk önce, farklı yarı iletkenlerden oluşan optik filtreler ile karşılaşıyor. Her bir filtre farklı bir dalga boyunu geçiriyor. Filtreden geçemeyen renkler diğer filtreler tarafından emiliyor. Böylece güneş ışınlarının içerdiği tüm dalga boylarından yararlanmaya çalışılıyor.
“Endüstrinin en önemli önceliği, ultra yüksek verimlilikte güneş panelleri yapmak olmalı” diyen Atwater, çalışmaları ile sektörde önemli bir kaldıraç etkisi yapacağını öngörüyor. Son yıllarda güneş panellerinin fiyatlarındaki düşüşe paralel olarak panel verimliliğinin arttırılması üzerinde odaklanılması gerektiğini belirten Atwater, bir kaç sene içinde verimi % 20’den düşük olan hiçbir teknolojik sistemin kalmayacağını söylüyor.
