top of page

Yeni Güneş Enerjisi Modelinin Verimlilik ve Mekanizma İncelemesi

Araştırmacılardan Yeni Analitik Model: İnce Film Güneş Enerjisi Cihazlarında Yük Toplama ve Güç Dönüştürme Verimliliği
Güneş Enerjisi
Güneş Enerjisi

Birleşik Krallık ve Finlandiya'daki bilim insanları, düşük yük taşıyıcı hareketliliğine sahip ince film ve diğer güneş enerjisi cihazlarını analiz etmek amacıyla yeni bir model geliştirdiler. Bu modelin, ince film güneş enerjisinde birleşik diyot denklemini kullanarak, sınırlayıcı yük toplama ve güç dönüştürme verimliliği mekanizmalarını daha iyi anlamamızı sağladığı iddia ediliyor.


Swansea Üniversitesi ve Åbo Akademi Üniversitesi'nden araştırmacılar, katkısız yarı iletkenlere dayalı sandviç tipi ince film güneş enerjisini daha iyi analiz etmek için yola çıktılar. Güneş pillerinde akımın nasıl geçtiğini açıklamak için yaklaşık seksen yıldır kullanılan Shockley ideal diyot denklemine dayanan modellerin, ince film güneş enerjisinde anlayışta eksiklikler bıraktığını savunuyorlar.


Araştırmacılara göre, güneş enerjisi cihazlarının akım-gerilim (J-V) özelliklerini analiz etmek için kullanılan ideal diyot denklemi, "enjekte edilen taşıyıcıları" (cihaza kontaklarından giren yükler) hesaba katmadığı için yetersiz kalıyor. Geleneksel silikon güneş enerjisi pillerinde bu bir sorun oluşturmazken, ince film güneş enerjisi modülü yüzlerce kat daha ince olabildiğinden, enjekte edilen yükler ile fotojenik yükler arasındaki rekombinasyon, mevcut çok daha büyük arayüzey bölgeleri nedeniyle daha büyük bir etkiye sahip oluyor.


Araştırmacılar, ince film güneş enerjisi modülü gibi düşük yük taşıyıcı hareketliliğine sahip cihazlardaki akımı daha iyi tanımlamak için, yük çıkarma ve fotojenere yük taşıyıcılarının rekombinasyonu arasındaki rekabeti hesaba katan yeni bir model geliştirdiler. Projenin baş araştırmacısı, Swansea Üniversitesi'nden Doçent Ardalan Armin, geleneksel modellerin, düşük hareket kabiliyetine sahip yarı iletkenlere sahip ince film hücrelerde resmin tamamını yakalayamadığını belirtti. "Yeni çalışmamız, enjekte edilen önemli taşıyıcıları ve bunların fotojenere olanlarla rekombinasyonunu hesaba katmak için özel olarak uyarlanmış yeni bir diyot denklemi sunarak bu boşluğu dolduruyor," dedi.


Araştırmacılar, yük taşıyıcı ekstraksiyonu, enjeksiyon ve bimoleküler rekombinasyon arasındaki etkileşimi dikkate alan analitik bir model oluşturdu. Bu modelin, daha verimli ince film güneş enerjisi pilleri ve fotodetektörler tasarlamak, mevcut cihazları optimize etmek ve malzeme özelliklerini analiz etmek için yeni bir çerçeve sunduğu belirtiliyor. Model, sayısal simülasyonlara karşı doğrulandı ve organik güneş enerjisi pilleri üzerinde deneysel olarak test edildi.


Projenin baş araştırmacısı Åbo Akademi Üniversitesi'nden Dr. Oskar Sandberg, "Bulgularımız, düşük mobiliteli güneş enerjisi cihazlarında yük toplamayı ve nihayetinde güç dönüşüm verimliliğini yönlendiren ve sınırlayan mekanizmalar hakkında önemli bilgiler sağlıyor," dedi.

"Bimoleküler Rekombinasyonla Sınırlı Sandviç Tipi İnce Film Güneş Enerjisi Modülü Cihazları için Diyot Denklemi" başlıklı çalışma PRX Energy'de yayınlandı ve çevrimiçi olarak ücretsiz erişime açık. Araştırmacılar, elde edilen bulguların yük taşıyıcı ekstraksiyonu, enjeksiyon ve bimoleküler rekombinasyon arasındaki etkileşim ve bunların cihaz performansı üzerindeki etkileri hakkında önemli fiziksel bilgiler sağladığını belirtiyor. Ayrıca, türetilen yaklaşımlar, bimoleküler rekombinasyonun fotojenere yük taşıyıcılarının baskın kayıp mekanizması olduğu sistemlerde, deneysel verilerden malzeme parametrelerini çıkarmak için kullanılabilir.


Comments


bottom of page