Optik rezonans yapısı güneş hücrelerinin verim potansiyelini yükseltiyor
Özet haber: İspanya’daki ICFO araştırmacıları, güneş hücrelerinin foton yayma açısını daraltarak fiziksel enerji kayıplarını azaltmayı hedefleyen bir optik tasarım geliştirdi. Yöntem, teorik verimlilik sınırını yüzde 33’ten yüzde 43’e taşıyabilir.
Tek eklemli güneş hücrelerinde yaklaşık yüzde 33 olarak kabul edilen Shockley-Queisser sınırı, malzemelerin yanı sıra ışığın hücre içinde izlediği fiziksel süreçlerle de bağlantılı. Güneş ışığı hücreye dar bir açı aralığından ulaşırken, hücrenin soğurduğu enerjinin bir bölümünü fotonlar çok daha geniş açılarda yayıyor. Bu fark entropiyi artırarak kullanılabilir enerjiyi ve üretilebilecek gerilimi azaltıyor.
ICFO ekibi, kaybı sınırlamak için hücreden çıkan fotonların yönünü kontrol eden bir optik rezonans boşluğu kullandı. Tasarımın amacı, yayılma açısını güneş ışığının geliş açısına daha yakın tutarak yüksek açılı fotonların hücreden kaçmasını önlemek.
Yaklaşım, PM6 bazlı bir karışım içeren ters mimarili organik güneş hücresinde denendi. Yapının iki yanında bulunan gümüş elektrotlar ve aradaki katmanlar birlikte optik boşluk oluştururken, ön elektrot yüksek açılarda yayılan ışığı yansıtarak kaçışı baskılıyor. Araştırmacılara göre bu düzenleme, güneş hücrelerinin teorik verimliliğini yüzde 43’e kadar çıkarabilecek bir yol sunuyor.
Kaynak: DonanımHaber
