Su altında elektrik üreten yeni nesil güneş hücresi geliştirildi

Yunnan Üniversitesi liderliğindeki ekip, su altında çalışabilen perovskit tabanlı bir güneş hücresi geliştirdi. Hücre, suyun filtrelediği mavi ışığı elektriğe çevirebiliyor.

Su altında elektrik üreten yeni nesil güneş hücresi geliştirildi
Kapak görseli yapay zeka ile üretilmiştir. Temsili görseldir; gerçek fotoğraf veya ürün çekimi değildir. Editoryal ilkeler

Güneş panelleri genellikle açık havada ve doğrudan güneş ışığı altında çalışacak şekilde tasarlanıyor. Ancak Yunnan Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu yaklaşımın sınırlarını suyun altına taşıyan perovskit tabanlı bir güneş hücresi geliştirdi. Tasarım, birkaç metre derinlikte bulunan ışık koşullarına uyum sağlayarak elektrik üretmeyi amaçlıyor.

Su altında güneş enerjisinden yararlanmak, yalnızca paneli su geçirmez bir kutuya yerleştirmekten ibaret değil. Su, ışığın farklı dalga boylarını yüzeye göre çok daha hızlı biçimde zayıflatıyor. Silikon güneş panellerinin verimli şekilde kullandığı dalga boylarının bir bölümü, suyun içinde ilerlerken büyük ölçüde engelleniyor. Bu nedenle karada çalışan standart bir panel, su altında aynı performansı gösteremiyor.

Perovskit hücreler ışığın dalga boyuna göre ayarlanabiliyor

Araştırmacılar bu sorunu, perovskit malzemelerin kimyasal yapısını üretim sırasında değiştirebilme özelliğiyle çözmeye çalıştı. Perovskitler, farklı ışık dalga boylarına tepki verecek şekilde ayarlanabiliyor. Ekip de su altında daha kolay ilerleyen mavi ışığa uygun bir hücre yapısı oluşturdu.

Bu malzemeler, silikonla karşılaştırıldığında bazı avantajlar sunuyor. Ucuz üretilebilmeleri, ince ve esnek filmler hâlinde hazırlanabilmeleri ve gelen güneş enerjisinin daha büyük bir bölümünü elektriğe dönüştürebilmeleri, perovskitleri araştırmaların odağına taşıyor. Şeffaf ya da esnek yüzeylere uygulanabilmeleri de tasarım seçeneklerini artırıyor.

Ancak perovskitlerin en büyük sorunlarından biri dayanıklılık. Nem, bu malzemelerin yapısını hızla bozabiliyor. Bu durum, ilk bakışta su altında kullanılacak bir güneş hücresi için perovskitleri alışılmadık bir tercih hâline getiriyor. Araştırma ekibinin asıl çözmeye çalıştığı problem de ışığı yakalamaktan çok, hücreyi suyun yıpratıcı etkisine karşı korumak oldu.

Özel katkı maddesi hem koruma hem verim sağlıyor

Ekip, bu amaçla poliheksametilen guanidin hidroklorür adlı bir katkı maddesinden yararlandı. Bu bileşik, perovskit malzemenin çevresinde suyu uzaklaştıran bir katman oluşmasına yardımcı oldu. Böylece nemin hücrenin aktif bölümüne ulaşması zorlaştırıldı.

Katkı maddesinin etkisi yalnızca yüzey korumasıyla sınırlı kalmadı. Bileşiğin bir bölümü perovskit kristal örgüsüne dâhil olarak daha büyük kristallerin oluşmasına katkı sağladı. Ayrıca iyonların kristal yapı içinde hareket etmesini sınırladı. İyon hareketliliği, perovskit hücrelerde performans kaybına ve malzemenin bozulmasına yol açabilen süreçlerden biri olarak biliniyor.

Bu iki etki bir araya geldiğinde hücre, perovskitlerin yaygın bozulma yollarından bazılarına karşı daha dirençli hâle geliyor. Aynı katkı maddesi, güneş hücresinin elektrik üretim özelliklerinin iyileşmesine de yardımcı oldu. Kaynakta hücrenin belirli bir verim oranı, kullanım süresi veya ticari üretim tarihi paylaşılmıyor.

Su altı enerji sistemleri için yeni bir seçenek

Geliştirilen hücrenin arkasındaki yaklaşım, güneş enerjisi teknolojilerinde malzeme seçiminin çalışma ortamına göre değişebileceğini gösteriyor. Karada yüksek performans sunan bir panelin su altında da aynı sonucu vereceği varsayımı yerine, suyun filtrelediği ışık aralığına göre tasarım yapılması gerekiyor.

Düşük ışık seviyeleri ve daha serin sıcaklıklar da perovskit hücrelerin kullanım ömrü açısından avantaj sağlayabilir. Bununla birlikte nemin yol açtığı bozulma riski tamamen ortadan kalkmış değil. Bu nedenle dayanıklılık, su altı güneş panellerinin yaygınlaşması için elektrik üretimi kadar kritik bir konu olmaya devam ediyor.

Yunnan Üniversitesi ekibinin çalışması, perovskitlerin yalnızca esnek veya düşük maliyetli paneller için değil, ışığın ve çevresel koşulların alışılmıştan farklı olduğu ortamlar için de tasarlanabileceğini ortaya koyuyor. Hücrenin gerçek kullanım alanlarına ulaşması için uzun süreli su altı testleri ve üretim ölçeğinde çalışmalar gerekecek. Buna rağmen araştırma, güneş enerjisinden yararlanılabilecek ortamların kapsamını genişletme potansiyeli taşıyor.

Günün zaman çizelgesi

Haber eklenme saatine göre sıralanır.

  1. Bugün
  2. Devil’s Arrows taşları 18 kilometre uzağa insanlar taşımış
  3. Su altında elektrik üreten yeni nesil güneş hücresi geliştirildi Bu haber
  4. Dell XPS 13, MacBook Neo’ya uygun fiyatlı rakip oldu
  5. Apple, iPadOS 27’yi yayımladı: İşte yeni özellikler
  6. tvOS 27 yayınlandı: Apple TV 4K’ya gelen yenilikler
  7. visionOS 27, Apple Vision Pro’ya Yeni Özellikler Getiriyor
  8. Apple, iOS 26.7’yi iPhone Kullanıcılarına Sundu
  9. Apple, macOS Tahoe 26.7 ve Sequoia 15.8’i yayımladı
  10. watchOS 27 Yayında: Apple Watch İçin Yeni Özellikler
  11. iOS 27 Yayınlandı: Yeni Özellikler ve Güncelleme Kararı
  12. macOS 27 Golden Gate yayınlandı: İşte yenilikler
  13. Apple, HomePod 27 güncellemesini iki yenilikle yayımladı
  14. Steam Frame incelemesi: Pahalı ama farklı bir donanım
  15. Daydream, iPhone kameradaki kıyafetleri alışverişe açıyor
Burak
Yazar

Burak

Kurucu / Teknoloji Editörü

Burak, yazılım geliştirme, web teknolojileri, mobil uygulamalar, veritabanı sistemleri ve yapay zekâ üzerine çalışan bir teknoloji editörüdür. SanalData’nın kurucusu olarak yazılım, yapay zekâ, mobil teknolojiler ve teknoloji sektöründeki gelişmeleri izler ve değerlendirir.

Burak’ın tüm yazıları

Yorum yaz