Anasayfa/Bilim/Kağıt Gibi Katlanabilen Minyatür Güneş Panelleri
0 1.747 Okuma Süresi: 1 dakika
Amerika’da okuyan ardından Sandia Ulusal Laboratuvarı’nda 16 yıldır çalışan Türk bilim adamı ve girişimci Murat Okandan, Amerika’da 2015 yılında kendi startup şirketi mPower Teknoloji’yi kurdu. Kağıt gibi katlanabilen minyatür güneş panelleri tasarladı.
“Güneş Işıltısı” şeklinde Türkçe’ye çevrilen bu projede mikro güneş hücreleri, günlük yaşamımızdaki herhangi bir objeyi güneşten elektrik üretir hale getiriyor. MEPV (MicroSystems Enabled PhotoVoltaics) olarak da bilinen minyatür güneş hücreleri yapmak için mikro tasarım ve mikro fabrikasyon teknikleri kullanıyor.
Güneş Hücreleri; Işık enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardan oan güneş gözeleridir. Kısaca çalışma mantığı ise, güneş ışığındaki fotonlar göze içerisindeki yarı iletken malzemeler tarafından soğurulur. Ardından fotonlar tarafından uyarılan elektronlar doğrudan ısı enerjisi yayar veya bir elektro da ulaşana kadar göze içerisinde hareket eder. Bu sıra da bir elektrik akımı oluştururlar.
Çok sayıda güneş hücrenin bir araya gelmesiyle oluşan cihazlarla günlük hayatta kullanılabilecek büyüklükte elektrik akımları elde etmek mümkündür. Güneş hücreleri tarafından üretilen doğru akım, dalgalı akıma da dönüştürülebilir. Fransız fizikçi Edmond Beckerel, 1839 yılında fotovoltaik olayı deneysel olarak gözlemlemişti. İlk güneş hücresi 1873 yılında geliştirildi. Charles Fritts’in yarıiletken selenyumu ince bir altın katmanıyla kaplayarak ürettiği cihazın verimi ancak %1 civarındaydı.
İlk güneş hücresi ise 1954 yılında Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller ve Gerald Pearson tarafından Bell Laboratuvarları’nda geliştirildi. Günümüzde pek çok alanda enerji elde etmek için güneş gözelerinden yararlanılıyor. Özellikle uzay araçlarında ve Dünya’nın etrafında dönen uydularda, ana enerji kaynağı olarak güneş hücreleri kullanılıyor. Bu cihazlar yüksek güç/ağırlık oranlarına sahip olmanın yanı sıra uzay aracında herhangi bir değişikliğe gerek duyulmadan görev süresinin uzatılmasına da imkân veriyor.
Güneş gözeleri içerdikleri yarıiletken malzemeye göre adlandırılır. Bu malzemeler, gözenin kullanıldığı yere göre, üzerlerine düşen ışığı en verimli biçimde soğurmak için tasarlanır. Örneğin yeryüzünde kullanılmak için tasarlanmış güneş gözeleri uzayda kullanılmak için tasarlanmış güneş gözelerinden farklıdır. Çünkü Dünya’nın atmosferi, Dünya’ya gelen ışığın bir kısmının yeryüzüne ulaşmasını engeller. Uzun yıllara yayılan araştırma geliştirme faaliyetleri sayesinde zamanla güneş gözelerinin verimi artarken üretim maliyetleriyse azaldı. Günümüzde silikon güneş gözelerinin verimi %25’i, perovskit güneş gözelerinin verimiyse %20’yi aştı.
Yüksek verimli bu özel hücreler uydulara ve insansız hava araçlarına, elektronik, biyomedikal ve tekstil ürünlerine entegre edilebilmesi için kağıt gibi katlanabiliyor. Okandan, ayrıca olası yeni şekiller ve malzemeler ile binalarda güneş enerjisi sistemlerinin daha hızlı kurulumunu mümkün kıldığını açıkladı. Ürün, standart silikon fotovoltaik (PV) hücrelere göre daha yüksek voltaj, daha fazla güvenilirlik ve daha düşük enerji maliyeti sunuyor.
Okandan, standart silikon PV’nin, daha çok gümüş veya bakır gerektiren ve maliyeti arttıran hücre/modül seviyesinde düşük voltaj ve yüksek akım ile çalıştığını söyledi. “Güneş Işıltısı” ise daha az metal bulunan yüksek voltajlı ve düşük akımlı konfigürasyonlara izin verir ve entegre güç elektroniği ile uyumludur. Aynı teknoloji, uydular, uçaklar ve taşınabilir güç uygulamalarında önemli avantajlar sağlıyor.