Tandem şeklindeki yeni tip güneş panelleri daha ucuza geliyor

Perovskit tipi güneş panelleri, silikon tabanlı güneş panellerinin üstüne yerleştirilerek çok az maliyetle ile büyük verim artışı sağlıyor.

Güneş panelleri bildiğiniz gibi her sene hem ucuzluyor hem de verimi artıyor. Gelişme o kadar iyi ki labaratuar ortamında güneş enerjisinin %27.8’ini, üretim modellerinde ise %24,5’ini elektriğe çevirebiliyorlar. Ancak bu panellerde kullandığımız ana malzeme olan silikonun teorik sınırı olan %29 geçilmez bir engel.

Eğer panelleri daha da verimli hale getirmek istiyorsak tandem yani 2 katmanlı yada 3 katmanlı teknolojilere geçmemiz mecburi. Fakat bu teknolojiler arasında sadece çok ucuz üretim maliyetine sahip Perovskit tipi öne çıkıyor. Aslında bir elemente bağlı olmayan çok çeşitli kimyasal bileşiklerden oluşan Perovskit kristallerinin güneşten elektrik üretiminde kullanılabileceğinin anlaşılması 2009 yılına dayanıyor. Hatta ilk rapor edilen değer olan %3.8’i bugün %26.8’e kadar laboratuvar ortamında yükseltmeyi başardık.

Üstelik bu panellerin üretim maliyetinin şimdiki silikon panellere göre 1/10 oranında olması bekleniyor. Ayrıca paneller üretilirken çok az karbon emisyonu yapmakta ve ağırlığı da çok düşük seviyelerde. Hatta rulo halinde bir plastik filmin üzerine baskı tekniği ile bile üretilebiliyor. Bu sayede her yeri bu paneller ile kaplamak mümkün.

Sorun şu ki bu kristallerin güneş ve ısı gibi faktörlerce verim düşüşleri o kadar yüksek ki şimdiye kadar ticari olarak piyasada satılabilecek bir panel üretilemedi. Bu yüzden stabil materyaller ile az bir verim artışı da olsa en iyi çözüm silikon panellerin üstüne yerleştirilmesi olacak gibi duruyor.

Tandem paneller (Perovskit - Silikon) laboratuarda %33.9 gibi müthiş bir değere şimdiden ulaşmış durumda. Çift katmanlı sistemde üstteki Perovskit tabaka güneşten gelen mavi rengin enerjisini alırken, alttaki silikon ise daha çok kırmızı rengin enerjisine odaklanıyor.

Üretime yaklaştığını ve uzun süre garanti vereceğini iddia eden TandemPV adlı ABD merkezli girişim ise %26 verime sahip panelleri piyasaya sürmeye hazırlanıyor. Bu model bir PV panele göre %25 daha fazla enerji üretiyor ama premium panellerden çok daha ucuza aynı verimi sunuyor.

Firmanın iddiasına göre kapalı ortamda kendi yaptığı testlerde paneller onlarca yıl sorun yaşamadan çalışması bekleniyor. Bundan sonraki aşama, üretim versiyonun bağımsız bir kuruma ürünü gönderip test ettirmek olacak. Sonrasında ise üretim başlayacak. Firma tüm bunları 2024 yılında tamamlanmayı planlıyor. Paneller için 25 yıl boyunca %80 verim garantisi verilecek.

Aynı teknoloji üzerine çalışan diğer bir firma olan OxfordPV ise Almanya’da yıllık 100 MW üretim kapasitesindeki pilot fabrikasını geçtiğimiz yıl hizmete soktu ve 2030 yılında 10 GW’lık fabrikayı kurmayı planlıyor. Firmanın verimlilik rekoru ise ticari ürünlerde %28.6 olarak açıklandı. 

Almanya’nın ünlü araştırma enstitüsü Fraunhofer ISE’e ( Fraunhofer Güneş Enerji Sistemleri Enstitüsü) göre pratikte oluşabilecek verim %39.5’a kadar çıkabilir.