Şeffaf Güneş Hücreleri

2020 yılında sona eren Kyoto Protokolü sonrasında, Paris İklim Anlaşması yürürlüğe girmiştir. Paris İklim Anlaşması, sürdürülebilir kalkınma ve yoksulluğun ortadan kaldırılması bağlamında Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’nin uygulamasını geliştirmeyi; küresel ortalama sıcaklık artışının sanayileşme öncesi döneme göre 2°C altında tutulmasını, bu artışın 1,5°C’nin altında tutulmasına yönelik küresel çabaların sürdürülmesini, iklim değişikliğinin olumsuz etkilerine karşı uyum kabiliyetinin ve iklim direncinin arttırılmasını, düşük sera gazı emisyonlu kalkınmanın temin edilmesi ve bunlar gerçekleştirilirken, gıda üretiminin zarar görmemesini, düşük emisyonlu ve iklim dirençli kalkınma yolunda finans akışının istikrarlı hale getirilmesini hedeflemektedir.

Anlaşmanın yapıldığından bu yana, tüm dünya karbonsuz bir geleceğe giden yolda çalışmaya başladı. Bu hedefin önemli bir kısmı, fosil yakıtlardan güneş, su, rüzgar ve dalga enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklara geçişi kapsıyor. Yenilenebilir kaynaklar arasında güneş enerjisi, dünya üzerindeki en güvenilir ve en bol enerji kaynağı olduğu için, daha fazla umut vaat ediyor.

Geçtiğimiz yıllarda güneş hücreleri daha ucuz, daha verimli ve daha çevre dostu hale geldi. Fakat mevcut güneş hücreleri mat olduğundan, daha geniş şekilde kullanılmaları ve gündelik hayattaki nesneler ile bütünleştirilmeleri imkansız hale geliyordu. Günümüzde sadece çatılarda veya uzaktaki güneş tarlalarında kullanılıyordu.

Şeffaf Güneş Hücreleri İçin Çalışmalar

Birkaç yıl evvel ABD’nin Michigan Üniversitesi’nde başlayan çalışmalarla; ince ve plastiğe benzer bir malzemeden, binalar, otomobiller, cep telefonları ve diğer elektronik eşyalarda da kullanılabileceği belirtilen şeffaf güneş panelleri üretilmişti.

Benzer bir çalışma Türkiye’de de İzmir Gediz Üniversitesi’nde gerçekleştirildi. Yrd. Doç. Dr. Yavuz Bayam ve araştırma ekibi, fiziki yapı olarak kağıda benzeyen şeffaf güneş panelleri üretti. Bu panelleri özel kılan şey ise, onların temelde birer güneş paneli oluşu ve güneş enerjisi ile elektrik üretebilme yetileriydi. Nanoteknoloji yöntemi ile panelleri geliştiren ekip, bu süreçte ses dalgalarını kullanarak panelleri gerekli özelliğe getirmiş. Özünde plastikten elde edilen bu paneller, rahatlıkla esneme ve bükülme işlemi de gerçekleştirebiliyordu.

Güney Kore’de bulunan Incheon Ulusal Üniversitesi de, mat güneş hücrelerini şeffaf yapıda ve dikkat çekmeyen güneş hücreleri olarak geliştirmeyi başardı. Dünyanın ilk şeffaf yapıdaki güneş hücrelerini üreten üniversitedeki araştırmacılar, bu ürün için uzun yıllar çalışmalarını sürdürdü. Güneş ışınlarını yakalayarak enerjiye dönüştüren bu özel sistemde yarı saydam malzemeler tercih ediliyor. Yarı saydam olan iletken tabakaların tamamen şeffaf olmasıyla kullanım alanı da genişleyecek ve başta gökdelenler olmak üzere birçok yapıda kullanılabilecek.

Şeffaf güneş hücreleri için bilim insanları, öncelikle yarı iletken olan titanyum dioksiti kullandı. Toksin üretmemesi nedeniyle tercih edilen titanyum dioksit, yüksek optik şeffaflığa sahip bir başka bir yarı iletken olan nikel oksit ile birleştirildi. Bu birleşmenin bir sonucu olarak, tamamen şeffaf yapıda olan güneş hücreleri ortaya çıktı.

Kore Incheon Ulusal Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü’nde çalışan Prof. Joondong Kim ve meslektaşları, son icatları olan tamamen şeffaf güneş hücresinin detaylarını “Saydam fotovoltaik hücrelerin benzersiz özellikleri, teknolojide çeşitli uygulama alanları sunabilir.” diyerek anlattı.