Dünyanın en verimli güneş enerjisi hücresi: Çinli araştırmacılar, hücreyi nasıl tasarlayıp ürettiklerini açıklıyor

Dünyanın en verimli güneş enerjisi hücresi: Çinli araştırmacılar, hücreyi nasıl tasarlayıp ürettiklerini açıklıyor

Çinli güneş enerjisi üreticisi Longi, 2025'in başlarında dünyanın en verimli güneş hücresini ürettiğini duyurdu. Hibrit iç içe geçmiş arka temaslı (HIBC) hücre, Almanya Hamelin Güneş Enerjisi Araştırma Enstitüsü (ISFH) tarafından doğrulanan %27,81 verimlilik elde etti.

Şimdi, Nature dergisinde yayınlanan bir makalede, araştırmacılar bu çığır açan buluşun teknik ayrıntılarını paylaşıyor.

Güneş enerjisi teknolojisinin vaatlerini yerine getirebilmesi için güneş hücreleri ve panellerinin mümkün olduğunca fazla güneş ışığını enerjiye dönüştürmesi gerekir. Standart hücreler genellikle %26'ya kadar verimlilik sağlar, yani kendilerine çarpan güneş ışığının %26'sını elektrik enerjisine dönüştürürler.

Bu yeni araştırma, teknolojiyi fiziğin izin verdiği seviyeye yaklaştırıyor. Tek eklemli bir silikon hücre için üst sınır %30'un biraz altındayken, Shockley-Queisser sınırı olarak bilinen teorik tavan %33,7'dir.

Temel zorluk

Araştırmacılar, güneş hücresi verimliliğini artırmanın önündeki en büyük engellerden biri olan doluluk faktörü (FF) sorununu aşmayı başardılar. Bu, bir güneş hücresinin performans puanıdır ve teorik olarak üretebileceği gücün ne kadarının kullanılabilir elektriğe dönüştürüldüğünü ölçer.

Yüksek bir doluluk faktörü, elektriğin sorunsuz ve verimli bir şekilde aktığı anlamına gelirken, düşük bir doluluk oranı, hücrenin kendi içinde güç kaybettiği anlamına gelir. Bunun temel nedeni, elektrik taşıyan parçacıkların kablolamada çok fazla dirençle karşılaşması veya birbirine çarpmasıdır (rekombinasyon adı verilen bir süreç).

Güneş hücresi yenilikleri

Araştırmacılar tarafından düşük doluluk oranına çözüm olarak geliştirilen hibrit bir hücre, iki temel yenilikle üretildi. İlki, hücreden akım toplayan elektrik terminalleri olan arka kontaklar için yeni bir tasarımdı. Ekip, kontak malzemesini kristalleştirmek için lazer kullandı ve bu da elektrik için hızlı ve iletken yollar oluşturarak direnci azalttı ve doluluk faktörünü iyileştirdi.

İkinci yenilik, gelişmiş bir yüzey işlemi ve iPET (yerinde pasifleştirilmiş kenar teknolojisi) adı verilen yeni bir teknoloji kullanmaktı. Bu teknoloji, rekombinasyonu baskılayarak hücreyi daha kararlı ve verimli hale getirdi. Bu, elektriğin kolayca kaybolduğu kenarlar için de geçerliydi.

Yeni hücre, Almanya'nın ISFH'si tarafından sıkı laboratuvar kontrollü koşullar altında bağımsız olarak test edildi ve sertifikalandırıldı. Sonuç, %27,81 enerji verimliliği ve %87,55 doluluk oranı oldu.

Araştırmacılar makalelerinde, "Bu yenilikler, ölçeklenebilir, yüksek verimli silikon fotovoltaiklere doğru hem deneysel hem de teorik ilerlemeler sağlıyor," yorumunu yaptılar.

Longi bilim insanlarının bir sonraki adımları, hücrenin elektrik kontaklarını iyileştirerek direnci daha da azaltmak ve lazer sürecini optimize ederek tekniğin seri üretime uygun hale getirilmesini sağlamak.

Kaynak: Tech Xplore