Kayseri’de Abdullah Gül Üniversitesi’nde araştırmacı olan Profesör Dooyoung Hah, benzersiz yarım küre şekline sahip yeni bir tür organik güneş pili geliştirdi. Geleneksel silikon bazlı güneş pilleri onlarca yıldır süren gelişmeler ve iyileştirmeler sayesinde yıllardır hizmet veriyor. Ancak farklı tipte güneş pilleri üzerinde de çalışmalar sürdürülüyor. Onlardan biri de, organik fotovoltaik (OPV) hücreler.
OPV hücreler, plastik ve boyalar gibi günlük karbon bazlı malzemelerden yapılıyor. Potansiyel olarak daha düşük üretim maliyetine sahip bu hücreler hafif ve esnek yapılarıyla gelecekte çok çeşitli alanlarda kendine yer edinebilir.
Çalışmada, Profesör Hah, bir yarım küre kabuğa sahip güneş pili ile ışığın etkileşimini anlamak için üç boyutlu sonlu elemanlar analizi (FEA) adı verilen bir hesaplama tekniğini kullandı. Bu teknik, yapıları daha küçük, yönetilebilir parçalara bölüyor ve ardından çeşitli koşullar altında tüm yapının davranışını simüle ederek analiz ediyor.
Küresel yapısı sayesinde farklı açılardan ışığı alabiliyor
Çapraz elektrik (TE) polarize ışık altında FEA analizine tabi tutulduğunda yarım küre şeklindeki hücre, ışık emiliminde %66 oranında artış gösterdi ve Profesör Hah’ın teorisini doğruladı. Daha küçük de olsa benzer bir artış, çapraz manyetik (TM) polarize ışığa maruz bırakıldığında gözlemlendi ve %36 oranında artış gerçekleşti. Organik güneş pillerinin verimliliğindeki bu radikal artış, gelecekte güneş enerjisinde devrim yaratma potansiyeli taşıyor.
Emilimdeki artışın ötesinde, yarım küre şeklindeki kabuk yapısı, TE ve TM polarizasyonları için sırasıyla 81 ve 82 derecelik açıyla çok geniş kapsama alanına ulaşarak giyilebilir elektronikler gibi uygulamalarda potansiyel kullanım alanı yaratıyor. Profesör Hah geliştirdikleri hücrelerle ilgili, “Işık emiliminin arttılması ve her yönden ışığı alabilmesiyle, yarım küre şeklindeki kabuk katmanlar, biyomedikal cihazlar gibi organik güneş pillerinin çeşitli uygulama alanlarının yanı sıra enerji üreten pencereler ve seralar, nesnelerin interneti gibi uygulamalarda kendine yer bulma potansiyeli taşıyor” sözlerini sarfetti.
Çalışma, Journal of Photonics for Energy dergisinde yayınlandı.