Akademik Veri Yönetim Sistemi
Asil Alptekin D. (Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 2018 - 2021
Yenilenebilir enerji
kaynakları alanlarında son yıllarda hızla artmakta olan çalışmalar umut vaat
eden sonuçlar vermekte ve bu durum Avrupa ve Amerika gibi ülkelerin yanı sıra
gelişmekte olan ülkeler için de büyük önem taşımaktadır. Kristal silikon
teknolojisinin teorik limitine ulaşmasıyla birlikte gelecekte fosil yakıtlarına
alternatif olarak gösterilen birincil enerji kaynağı olan güneş enerjisinden
daha etkin bir biçimde faydalanmak amacıyla üçüncü nesil hibrit güneş pili
teknolojileri geliştirilmektedir. Günümüz kristal silikon güneş pili
teknolojisinin teorik olarak ulaşabileceği maksimum verimin %33 (Shockley–
Queisser limiti) olmasının altında yatan en temel nedenlerden biri ultra viyola
ve kızılötesi alanda yer alan, soğurulamayan fotonların yol açtığı kayıplardır.
Günümüz teknolojisinde kullanılan malzemelerin ultra viyola bölgesinde yer alan
fotonları soğuramaması yaklaşık olarak %33’ civarında bir kayba ve bu
malzemeler ile üretilen aygıtların aşırı ısınmasına neden olmaktadır. Diğer
yandan kızılötesi alanda soğurulamayan fotonlar ise %19 gibi bir kayba neden
olmaktadır. Bütün olarak ele alındığında soğurulamayan bu fotonlar güneş
spektrumunun yaklaşık olarak % 50’sinin kullanılamamasına yol açmakta ve enerji
kayıp mekanizmasının birincil basamağını oluşturmaktadır. Projemizin temel
amacı, yüksek enerjili ve kızılötesi alandaki fotonları aynı anda soğurabilen
malzemeleri, kimyasal yöntemler kullanarak optimize etmek ve 3.nesil güneş pili
teknolojilerinde büyük öneme sahip çoklu eksiton üretimi (Multiple Exciton
Generation-MEG) ile tekli fisyon (Singlet Fission-SF) kavramlarını ilk kez tek
bir aygıtta birleştirerek aygıt verimini artırmaktır. Projemiz kapsamında
gerçekleştirilen çalışmalar ile PbSe kuantum nokta ve PbSe nano çubukların
karışımından oluşan literatürün ilk elektron alıcı-verici prensibiyle çalışan heteroeklem
hücre mimarisi tasarlanmıştır. Bu mimari ile proje hedeflerine ulaşılmış ve MEG
eşik enerjisi teorik limitlerin altına düşürülmüştür. Ek olarak, projemiz
kapsamında gerçekleştirilen optimizasyon çalışmaları ile nano çubuk temelli bu
hücrelerle bilinen en yüksek hücre verimi değerlerine ulaşılmıştır. Son olarak
literatürün ilk SF ve MEG prensipleriyle çalışan güneş hücreleri üretilmiş ve
hücre parametreleri incelenmiştir.