Yakın Kızılötesinde Çalışan Güneş Pilleri İçin Nanoboya Kullanıldı

Güneş enerjisinden verimi arttırmak her gün yeni bilimsel çalışmalar yapılıyor. Fakat günümüzde çoğu geliştirilen teknoloji sadece görünür ışığı yakaladığından , spektrumunun geri kalanı boşa gidiyor. İşte Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan araştırmacılar özel organik boyaları nanoparçacıklarla kaplayarak yakın kızıl ötesi ışığı görünür ışığa çevirerek, güneş hücrelerinden daha fazla enerji elde etmeye dayanıyor. Bu parçacıklar frekans yükseltici nanoparçacıklar olarak biliniyor. İterbiyum ve erbiyum gibi lantanit metal iyonlar içerebilir. “Bu boyalar moleküler güneş toplayıcıları gibi çalışarak, yakın kızılötesi fotonları nanoparçacıklara doğru enerjiyi akıtmaktadır,” diyor araştırmanın yardımcı yazarı P. James Schuck. İşte bu boyanın ışık emisyonu incelendi ve UCNP’nin absorpsiyonu sonucunda iki ölçümün piki hizalandığı ve nanoparçacıkların nasıl çalıştığı görüldü. Sonrasında araştırmacılar triplet etkisini avantajını daha iyi anlamak için parçacıklardaki lantanitlerin konsantrasyonunu %22’den %52’ye çıkardığında, yeni boyalı UCNP’lerin 33,000 kat daha parlak ve boyasız hallerinden % 100 daha verimli olduğunu gördü. Herşeye rağmen bu boyalar çok dengesi bir yapıya sahip, deneylerde onları stabil tutmak için azotlu koşullar gerekti. Gelecek çalışmada ise UCNPleri koruyucu boyalar üzerine odaklanılacak. İşte bu pürüzler halledildiğinde, bu parçacıkların daha geniş sprektrumlu güneş pilleri yapmakta kullanılabileceği düşünülüyor. Bu boyalar şeffaf olduğundan, gün ışığını geçiriyor ve normal güneş pillerinin üstüne bir tabaka gibi serilebilirler. “Bu organik boyalar yakın kızılötesinin geniş aralıklarını yakalıyor. Işığın yakın kızılötesi dalga boyları, görünür ışığa odaklanan güneş teknolojilerinde sıklıkla kullanılmadığından ve bu boyaya duyarlı hale getirilmiş nanoparçacıklar, yakın kızılötesi ışığın görünür ışığa verimli bir şekilde dönüştürdüğünden, güneş spektrumunun daha büyük bir bölümünü yakalama olasılığını arttırırlar. Aksi takdirde tüm yapılanlar boşa gider  ve faydası dokunmaz,” diyor yardımcı araştırmacı Bruce Cohen. Bu nanoparçacıkları biyolojik görüntülemede kullanılan optogenetik sistemlerde de kullanılabilir. Araştırma Nature Photonics dergisinde yayınlandı,videoda anlatımı bulabilirsiniz.

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=RITP65ce0C4]

Kaynak: Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı