Genel
Grafen’ in fotovoltaik potansiyeli
Mar
Grafen’in güneş ışığını son derece etkili olarak elektrik enerjisine dönüştürebileceği belirlendi.
Araştırmacılar grafen malzemenin emdiği güneş ışığından serbest elektron üretmekte çok etkili olduğunu gösterdiler. Malzeme hafif ışık sensörleri ve belki de daha verimli güneş hücreleri üretiminde kullanılabilir.
Silisyum, galyum ve arsenit gibi geleneksel malzemeler ışığı; emilen her bir fotondan bir tek elektron üreterek elektrik enerjisine dönüştürür. Bir elektronun taşıyabildiği enerji bir fotonun içerdiğinden az olduğu için enerji farkı ısıya dönüşür. Yeni araştırma grafen bir fotonu absorbe ettiğinde birden fazla elektron üretmektedir. Bu grafenin günümüz solar hücrelerinden daha verimli olabileceği anlamına gelir. İspanya Fotonik Bilimler Enstitüsü’ nde araştırma grubunun lideri olan Frank Kopens daha önceki teorik çalışmalarda bunun ip uçlarının tespit edildiğini söylüyor. Bu hafta ise Nature Phsics de ilk deneysel çalışması yayınlandı.
Araştırmacılar deney için çok hızlı iki ışık demeti kullandılar, ilk ışıkla bir tek grafen tabakası üzerine önceden belirlenmiş miktarda enerji gönderdiler. İkinci ışık demeti ise açığa çıkan elektronları sayan bir unsur olarak kullanıldı.
Deneysel olmasına rağmen çalışma grafenin üçüncü nesil solar hücrelerde kullanılmaya aday bir malzeme olacağını göstermektedir. Geleneksel solar hücrelerin fiziksel verim sınırını aşarak daha yüksek verimleri gerçekleştirecektir. Günümüzde silisyum hücreler % 30 civarında bir teorik verime sahip olmalarına rağmen grafen teorik limiti 60 ın üzerine getirebilir. Koppens bunu gerçekleştirmek için birçok mühendislik probleminin çözülmesi gerekecektir diyor.
Grafen zaten eşsiz optik özellikleriyle bir fotovoltaik malzeme olarak heyecan vericiydi, diyen Ferrari; grafen aklınıza gelebilecek olası her dalgaboyu ile çalışabilir, bu davranışın dünyada başka hiçbir malzemede olmadığını belirtiyor.
