Küresel çevre kirliği ve fosil yakıt kaynaklarının gitgide
tükeniyor olması ile birlikte yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi de aynı
oranda arttı. Güneş enerjisinden elektrik üretimini sağlayan güneş panellerinin
yaygınlaşması beraberinde enerji dönüşüm verimliliğini artırabilecek çözümlerin
araştırılmasını getirdi. Bursa Teknik Üniversitesi (BTÜ) Kimya bölümü Dr. Öğr. Üyesi
Murat Özen bu yeni maddelerden biri olan ‘Perovskitleri’ anlattı.
Konuşmasına net sıfır kavramını açıklayarak başlayan Özen, “Atmosfere
salınan zehirli gazların çevreden arındırılması ve bunların sıfırlanarak
dengenin sağlanması net sıfır kavramının karşılığıdır. Paris Anlaşması
kapsamında 2050 yılına kadar devletlerin insan kaynaklı emisyonlar ile sera
gazlarını atmosferden arındırması hedefleniyor. Belirtilen bu zararlı gazların
ortadan kaldırılmasında da güneş panelleri çok önemli bir yer tutmakta. En temel
ihtiyaç olan elektrik üretiminde fosil yakıtlar yerine güneş panelleri
kullanımı temiz enerji üretme imkânı sağlamaktadır.” dedi.
Güneş ışığından dünyanın yüzeyine ulaşan bir dakikalık enerji
miktarının dünya genelinde bir yılda tüketilen enerji miktarından fazla olduğunu
belirten Özen, “Dünyadaki tüm enerji ihtiyacını karşılayacak düzeyde temiz ve
tükenmez bir yenilenebilir enerji kaynağı olan güneşin enerji üretimi
alanındaki önemi giderek artıyor. Güneş radyasyonu oranlarına bakıldığında
Türkiye’nin güneş enerjisi açısından zengin bir ülke olduğunu söyleyebiliriz.
Ülkemizde fotovoltaik enerji üretimi 2020 verilerine göre yaklaşık 6667
Megawatt yani toplam elektrik üretiminin yüzde 3,6’lık kısmını güneşten elde
ediyoruz. Bu oran şimdilik düşük olmakla birlikte trendin artacağı öngörülmekte.”
diye konuştu.
Güneş Enerjisinin
Tamamı Elektrik Enerjisine Dönüştürülebilir mi?
Bu konuda yapılan çalışma ve bilimsel hesaplamalar hakkında
bilgiler aktaran Özen, mevcut ışığın yalnızca yüzde 33,7’sinin elektriğe
dönüştürülebileceğini ifade etti. Silisyum bazlı güneş paneli maliyetlerinde
düşüş görülmesine rağmen henüz önemli oranda bir enerji verimliliği
iyileştirmesi görülmediğini de belirten Özen, “Silisyum bazlı güneş
panellerindeki verimliliğin yüzde 21-22 civarında kalması akla güneş
panellerinde daha basit işlem süreci olan, sınırlı olmayan ham malzeme çeşidi
ile daha yüksek verimlilikte güneş hücreleri üretmek mümkün olabilir mi
sorusunu getiriyor. Bu noktada perovskitler karşımıza çıkıyor.” dedi.
Verimliliği Artıran
Madde “Perovskitler”
Rus Jeolog Lev Perovski tarafından 1839 yılında Ural
dağlarında keşfedilen ve mineral yapısı Alman minerolog Gustav Rose tarafından
ortaya çıkarılan Perovskitlerin Silisyumla karşılaştırıldığında çok daha iyi
bir verimlilik sağladığını aktaran Özen, 2006 yılında yapılan araştırmalara
göre Perovskit güneş hücreleri ile elde edilen enerji dönüşüm verimliliğinin
yüzde 3 gibi bir orandan 2021 yılında yüzde 29’a kadar yükseldiğini belirtti.
Perovskitlerin farklı özellikleri nedeniyle özellikle son yıllarda
araştırmacılar tarafından yoğun rağbet gördüğüne de değinen Özen, “Perovskit
yapısı içindeki atomlara bağlı olarak özellikleri değişebilmekte. Silisyum bazlı
güneş hücrelerinde bant aralığı 1,1 iken Perovskit yapılarda bu aralık 1,5’ten
3’e kadar artırılabiliyor. Yine Perovskit yapılar farklı atom veya moleküllerle
şekillendirilebildiği için yakıt hücreleri, lazer hücreleri gibi farklı uygulama
alanlarında kullanılabilmesi mümkün.” dedi.
Düşük maliyet, yüksek verimlilik, kolay uygulanma şekli ve
Silisyum panellere entegrasyonu ile verimliliğin daha artırılması gibi özellikleri
ile Perovskit güneş hücrelerinin yeni nesil güneş enerjisi teknolojileri
arasında yer aldığını ifade eden Özen, yüksek
verimlilik ve düşük maliyetli güneş panellerinde uygulanma potansiyeli yüksek
olmakla birlikte henüz standardizasyon aşamalarının tamamlanmadığını fakat
ilgili sürecin tamamlanmasıyla güneş panellerinde yeri bir dönemin
başlayacağını da sözlerine ekledi.