• nicem noktalı güneş hücreleri

    1.
    Nicem noktalı güneş hücreleri (ing. “quantum dot solar cells”), nicem noktalarını emen fotovoltaik materyal olarak kullanan güneş hücreleridir. Onlar, silikon, bakır indiyum galyum selenür veya kadmiyum tellürid gibi kütle malzemelerin yerini almağa kalkışır. Nicem noktaları, ölçülerinin değiştirilmesi ile geniş enerji yelpazesi içinde ayarlanabilen bant aralığına sahiptirler. Kütle materyallerde bant aralığı, materyalın seçimi ile kararlaşmış olur.
    Bu özellik, nicem noktalarını, güneş tayfının çoklu kısımlarının “biçilme” verimliliğinin ıslah edilmesi için materyal çeşidinin kullanıldığı çokbağlantılı güneş hücreleri için cazibeli edir. 2016 yılda verimlilik %10 eşittir.
    Nicem noktaları, eksiton Bohr yarıçapının ölçüsünden daha küçük yapılmış yarı iletken parçacıklardır ve nicemsel mekaniğin ilkelerine göre, onların içinde mevcut olabilen elektron enerjileri, atomdaki enerjilere çok benzer olarak, sonlu olur. Nicem noktalarına, “yapay atomlar” da denir. Bu enerji yüzeyleri, onların boyutlarının değiştirilmesi ile ayarlanabiler, bu da sırayla bant aralığını da belirleyer. Noktalar, çeşitli boyutlarda büyütelebilir, bu ise materyalı veya yapım tekniklerini değiştirmeden onların çeşitli bant aralıkları ifade etmelerine izin veriyor. Tipik deneylik kimyasal hazırlamalarda, ayarlama bireşim (yani sentez) müddetinin veya sıcaklığın değiştirilmesi ile gerçekleştirilir.
    Bant aralığının ayarlanma olanağı, nicem nokta güneş hücreleri için cazip edir. Güneş foton dağılımı tayfı için, Shockley-Queisser ereyi (ing. “Shockley-Queisser limit”), maksimum güneş dönüştürme verimliliğinin, bant aralığı 1.34 eV eşit olduğu malzemede olmasını gösterir. Oysa, daha düşük bant aralıklı materyaller, daha düşük enerjili fotonlardan elektriği üretmek için uygundur. Kurşun sülfür kolloidal nicem noktalarını kullanan tekbağlantılı uygulamalar, geleneksel güneş hücrelerin zorla ulaştığı uzak kızılötesi frekanslara ayarlanabilen bant aralıklara sahiptir. Dünya’ya varan güneş enerjinin yarısı kızılötesi bölgesindedir, çoğu da yakın kızılötesi bölgesindedir. Nicem noktalı güneş hücreleri kızılötesi enerjini, başka enerjiler gibi ulaşılabilir edir.
    Nicem noktaları güneş hücreleri, daha kolay bireşim ve hazırlanmanı sunar.
    Kolloidal sıvı şeklinde asılı olarken, onlar kolaylıkla üretilme zamanı işlenebiler, davlumbaz ise gerekli olan en mürekkep bir techizatdır. Nicem noktalı güneş hücreleri, tipik olarak küçük miktarlarda bireşimlenir (yani sentezlenir), ama topluca da üretilebiler. Noktalar, substrat üzerine “döndürmeli kaplama” (ing. “spin coating”) yöntemile ya el ile, ya otomatik işlem ile yayılır. Büyükölçekli üretim, modül yapımı maliyyetini pek çok azaltan “üzerine püskürtme” (ing. “spray on”) veya “makaralı baskı” (ing. “roll printing”) yöntemlerini kullanabiler.
    ... bahtiyar babazade
  • nanokristal güneş hücreleri

    1.
    Bu güneş hücrelerinin substratı nanokristallerden yapılmış kaplamaya maliktir. Nanokristaller tipik olarak silikona, kadmiyum tellüride veya bakır indiyum galyum selenüre dayanır, substratlar ise genel olarak silikon veya çeşitli organik iletkenlerdir. Nicem nokta güneş hücreleri (ing. “Quantum dot solar cells”) bu yaklaşımın varyantıdır, ama daha fazla çalışma elde etmek için nicemsel mekaniğin etkilerinden faydalanır. Boyaya duyarlı güneş hücreleri (ing. “dye-sensitized solar cells”) buna bağlı başka bir yaklaşımdır, ama şurada nano-yapı, substratın parçasıdır.
    Eski imal yöntemleri, pahalı molekül ışınlı üstbırakım (ing. “molecular beam epitaxy”) işlemlerine dayanırdı, ama kolloidal bireşim (yani kolloidal sentez) daha ucuz üretime izin veriyor. Nanokristaller ince filmi, “döndürmeli kaplama” (ing. “spin-coating”) adlı işlem ile elde edilir. Bu işlem, nicem nokta çözeltisinin bir miktarının daha sonra çok hızlı bir şekilde döndürülen düz bir substrat üzerine yerleştirilmesini içerir. Çözelti, tekdüze bir şekilde yayılır ve substrat istenen kalınlık elde edilinceye kadar döndürülür.
    Boyaya duyarlı kolloidal titanyum dioksit filmlere dayanan nicem nokta güneş hücreleri, düşen ışığın enerjisinin elektrik enerjiye dönüştürmesinin ümit verici verimliliği gösterir ve kullanılmış malzemelerinin çok düşük maliyetli olduklarından dolayı çok teşvik edicidir. Cihaz verimliliğinin arttırılması için elektrodlar arasında bir birinden ~1 eksiton difüzyon uzunluğu ile ayrılmış tek parçacıklar dizilişinin olduğu tek-nanokristal (kanal) mimarisi önerilmişdir.
    Her ne kadar araştırmalar başlangıç aşamasında olsalar da, olabilsin ki gelecekte nanokristal güneş hücreleri, esneklik (nicem nokta polimer bileşim fotovoltaiği), düşük maliyyetlilik, temiz enerji üretimi ve %65 verimlilik gibi avantajları sunabiler.
    Nanokristal güneş hücrelerinin verimliliğinin birçok ölçülmesinin yanlış olduğu ve nanokristal güneş hücrelerinin büyük ölçekli üretim için uygun olmadığı iddia edilmektedir.
    Son araştırmalarda, kurşun selenür yarı iletkenin yanı sıra ikinci nesil ince film güneş hücrelerinin üretiminde iyi bilinen kadmiyum tellürid fotovoltaiki ile deney yapıldı. Başka materyaller de araştırılır.
    1 ... bahtiyar babazade
  • mürekkep püskürtme güneş hücreleri

    1.
    Genellikle mürekkep püskürtme güneş hücreleri (ing. “inkjet solar cells”), yarı iletken malzemenin ve elektrodların güneş hücrenin substratına oturtulması için mürekkep püskürtmeli yazıcının (ing. “inkjet printer”) kullanılması ile yapılır. Mürekkep püskürtme yönteminin kullanılması ile hem organik, hem inorganik güneş hücreleri yapılabiler. Mürekkep püskürtme inorganik güneş hücreleri esasen bakır indiyum galyum selenürü güneş hücreleridir. Organik güneş hücreleri, polimer güneş hücreleridir. Melez perovskit güneş hücrelerinin mürekkep püskürtme yazılması da olanaklıdır. Mürekkebin en mühüm unsuru, işlevsel malzemedir: metal tuz karışımı (örneğin bakır indiyum galyum selenürü), polimer fulleren karışımı veya karışmış organik ve inorganik tuzlardan ibaret olan öncül (yani prekürsor) (örneğin perovskit güneş hücreleri). Bu unsurlar münasip çözgende çözülür. ilave unsurlar, daha iyi yazılabilirliği ve substrat ıslanması için mürekkebin ağdalığını (ing. “viscosity”) ve yüzey gerilimini etkilemek amacıyla ilave edilebiler. Mürekkep, kartuşun içinde bulunur ve oradan substrata aktarılır, substrat ise çeşitli olabiler. Yazılma, damlacıkları fışkırmak için önceden ayarlanmış basınç şeklini uygulamağa programlanmış baskı kafasının memelerindeki basyüklenim sürücüsü (ing. “piezoelectric driver in the nozzles of the printhead”) ile yapılır. Çoğu durumda, çalışan bir güneş hücresini oluşturmak için işlevsel malzemelerinin birkaç tabakası üst üste çökdürülür. Çoğu durumda ısıl işleminin gerekli olduğuna rağmen, yazılma işlemi tam olarak çevre koşullarında yapılabiler. Mürekkep püskürtme organik güneş hücrelerinin verimliliği için mühüm etmenler, mürekkep püskürtme gecikme zamanı (ing. “inkjet latency time”), mürekkep püskürtmeli yazıcı kaidesinin sıcaklığı (ing. “inkjet printing table temperature”) ve polimer vericinin kimyasal özelliklerinin etkisidir.
    2 -2 ... bahtiyar babazade
  • güneş hücrelerinde rekombinasyon kayıpları

    1.
    Rekombinasyon kayıpları, hem akım toplanmasını (ve böylece kısa devre akımını), hem de ileri öngerilim enjeksiyon akımını (ing. “Forward bias injection current”) (ve böylece açık devre gerilimini) etkileyir. Rekombinasyon, meydana geldiği hücre bölgesine göre sık olarak sınıflandırılır. Tipik olarak, yüzeydeki rekombinasyon (yüzey rekombinasyonu) ve oylumdaki rekombinasyon (oylum rekombinasyonu), rekombinasyonun esas alanlarıdır. Tükenim bölgesi (ing. “depletion region”), rekombinasyonun meydana gelebildiği başka alandır (tükenim bölgesi rekombinasyonu).
    6 -1 ... bahtiyar babazade
  • güneş hücreleri için lambert arka yansıtıcısı

    1.
    Lambert arka yansıtıcısı (ing. “Lambert rear reflector”), arka yansıtıcıların, yansımış ışığın yönünü rastgeleleştiren özgü bir tipidir. Hücrenin arka yüzeyinden yüksek yansıma, hücrenin arka kontaklarında emilimi veya arkadan iletilmesini azaltarak ışığın olanaklı emilim için hücreye sekmesinin olanağını sağlayır. Işık yönünün rastgeleleştirilmesi, yansımış ışığın çoğunun tüm olarak içinde emilmesinin olanağını sağlayır. Ön yüzeye toplam iç yansıma için dönüşül açıdan (ing. “critical angle for total internal reflection”) daha büyük olan açıda ulaşmış ışık, arka yüzeye doğru yansıyır. Işık emilimi bu yöntemle pek iyi arttırılabiler, çünkü düşen ışığın yol uzunluğu 4n^2 çarpımla güçlenir (burada “n”, yarı iletkenin yansıma göstergesidir (ing. “index of refraction”)). Bu, optik yol uzunluğunun tahminen 50 gerçek cihaz kalınlığına eşit olmasının olanağını sağladığından ötürü iyi ışık tuzaklanma (ing. “Light trapping”) yöntemidir.
    ... bahtiyar babazade
  • yeni şeyler getiriyorum