Perovksit/Si Tandem Hücre ve Panel Geliştirilmesi

Proje Yürütücüsü: Öğretim Üyesi Selçuk YERCİ

Sorumlu APYK: ODTÜ-GÜNAM

Proje Bilgileri:

Silisyum tabanlı güneş hücreleri, yüksek verimi, güvenilirliği ve dayanıklılığı nedeni ile günümüz PV piyasasının %90’ından fazlasına hakimdir. Silisyum güneş hücrelerinin yakın ve orta gelecekte PV piyasasına hakim olmaya devam edeceği öngörülmektedir. Ancak, Si güneş hücrelerinin ulaşabileceği verim değerleri Shockley-Queisser teorisinin belirlediği %29,4 değeri ile sınırlıdır. Bu teorik sınırlamanın yanı sıra, birçok teknolojik zorluk ile günümüzde ticari olarak elde edilen maliyet-etkin Si güneş hücrelerinde verim %18-23 arasındadır. Güneş enerjisinde rekabeti belirleyen en uygun birim olan verim/maliyet oranını artırmanın (kWh/TL) yöntemlerinden bir tanesi, birden fazla hücrenin birbiri üzerine üretilerek, çok eklemli (tandem) olarak adlandırılan yapıların kullanılmasıdır. Uluslararası fotovoltaik yol haritasına göre Si tabanlı tandem güneş hücreleri 2023 yılı itibariyle piyasaya girecek ve fotovoltaik marketinde yıllar içerisinde artan bir pay alacaktır. Bu öncü teknolojide ülkemizin rekabet gücünü artırmak azami öneme sahiptir. Perovskit, günümüzde Si tabanlı güneş hücreleri ile kullanılması amaçlı öngörülen en umut vadeden malzemedir.

4T tandem hedefine uygun olarak, en az 156 mm x 156 mm alana ve %17’in üzerinde verime sahip olacak şekilde üretilecek yarı şeffaf perovskit paneller geliştirilecektir. Tandem hücreleri için gerekli olan çift taraflı k-Si güneş hücreleri ODTÜ-GÜNAM ve Bereket Enerji firması tarafından 1. ve 4. projelerde geliştirilerek bu projeye sağlanacaktır. 1. ve 4. projelerde tandem hücrelerde kullanılmak üzere, perovskitin soğurmadığı yaklaşık 750-1200 nm dalga boylarındaki fotonlardan %10’un üzerinde verim alınacak şekilde Si güneş hücrelerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Aynı zamanda çift tarafında çalışacak bu Si güneş hücrelerinin arka kısmından gelen ışığa olan duyarlılığının artırılması da kritik öneme sahiptir. Bu çalışmalarda Belçika’dan imec (perovskit panel geliştirilmesi) ve Hollanda’dan TNO (4T tandem panel geliştirilmesi) merkezleri ve de İşviçre’den EPFL (perovskitin kararlılığının artırılması ve maliyet etkin elektron geçirgen tabaka geliştirilmesi) üniversitesi ile yakın bir iş birliğinin olması öngörülmektedir.

Projede ayrıca, 4 (2×2) tane tandem güneş hücrenin bir araya gelmesinden oluşan mini tandem güneş paneli geliştirilecek ve test edilecektir. Son olarak projede maliyet analizi (12. projede) yapılması öngörülmektedir. TRL’de önemli bir gelişme sağlayacak ve anahtar bilgilerin geliştirilmesini hedefleyen bu projenin çıktıları sayesinde Türkiye gelecek nesil güneş hücreleri konusunda kendisine ön sıralarda yer edinecektir.