Güneş Panelleri ve Nanoteknoloji

Güneş ışığı foton adı verilen küçük enerji paketlerinden oluşur. Güneşten sürekli gelen fotonlar dünyanın bir yıllık enerji tüketimini karşılayacak kadar enerjiyi dünyamıza ulaştırırlar. Güneşten gelen enerji ile elektrik üretmek için güneş panelleri,yani fotovoltaik paneller kullanılır.

Fotovoltaik paneller, birçok solar hücreden oluşur. Bu hücreler silikon denilen ve dünyamızda çokça bulunan elementlerden yapılır. Herbir hücre, aynı pillerde olduğu gibi, elektrik akımı yaratmak için bir pozitif ve bir negatif katmandan oluşur.

6-30 (100Watt) panellik bir sistem, ihtiyaç olan yerlerde bir evin tüm elektrik ihtiyacını karşılayabilir. Endüstri uygulamaları veya elektrik santralleri için binlerce güneş panelinin kullanıldığı büyük sistemler kurulmaktadır. Bir güneş hücresinin performansı verimi ile ölçülür.

Güneş pilleri fotovoltaik etki yöntemiyle elektrik enerjisi üretirler. Güneşten gelen fotonlar güneş panelinin üzerinde bulunan hücreler tarafından emilirler, böylece açığa çıkan enerji elektronların özgürce hareket etmelerini sağlar.

Elektronlar panelin alt kış hücreleri bir araya getirip pek çok alanda kullanmak ve enerji üretmek mümkündür. Kullanılan panelin boyutu belirlenen işe göre değişse de, işleyiş kuralı aynı olur.

Nanoteknoloji ile daha verimli güneş panelleri yapılabilir mi?
Güneş panellerinde nanoteknolojiden 2 şekilde yararlanılır:

• Güneş panellerinin üzerinin nanomalzeme ile kaplanması.
• Fotovoltaik hücrelerin nano boyutlarda üretilerek güneş panellerinde kullanımı.

Nanoteknoloji ile verimi arttırmak için şu çalışmalarda yapılmaktadır.

Altın Kaplı Güneş Panelleri

Organik güneş pillerinin üstündeki camın, ışığa karşı saydam ve elektriği iyi ileten bir madde ile kaplanması gerekiyor. Şimdiye kadar bu amaçla indiyum kalay oksit madde kullanılıyordu. Ancak bu madde hem üretim zorluğu hem de kısa sürede arızalanmasından dolayı tercih edilmez oldu. Ayrıca, indiyum nadir bir element olduğu için bulunması zor ve pahalı olmakta. Bunun yerine ince bir metal tabaka konabileceği bilinse de pratikte böyle bir üretim gerçekleşmedi.

Warwick üniversitesinden Dr. Ross Hatton ve profesör Tim Jones, cam üstüne son derece ince bir altın film kaplamayı başardılar. Geliştirilen bu yöntem aynı zamanda kaplama üzerinde küçük yuvarlak deliklerin oluşumuna da imkan sağlayarak optik özelliklerde iyileşme sağlayacak. Kaplama kalınlığı sadece 8 nanometre. Yani bir metrekare kaplamada kullanılacak altın miktarı, bir gramın altıda biri kadar.

Işık Emici Süper-Siyah Malzeme

Amerikan Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), kızılötesi, ultraviyole ve normal ışığı yüzde 99 oranında emen nanomalzeme geliştirdi. NASA yaptığı açıklamada, geliştirilen malzemenin uzay teknolojisinde kullanılabileceği ifade etti. Süper ışık emici siyah malzeme, insan saç telinin 10 binde biri kalınlığındaki karbon çubukçuklardan oluşuyor. Bu çubukçuklar arasındaki mini boşluklar, ışığı emiyor. NASA, benzer materyallerin daha önce geliştirildiğini, ancak bunların sadece normal ışık ile ultraviyole ışınları emdiğini belirtti.