Özel Nanotüpler, Güneş Enerjisinin Verimini Geliştirebilir

Fizikçiler, ışıktan akım üretebilen yeni bir tür nanotüp keşfetti. Etkisi büyütülebilirse ve teknolojik imkânlar el verirse bu keşif, gelecekte yüksek verimli güneş enerjisi cihazlarının önünü açabilir.


Keşfi gerçekleştiren Tokyo Üniversitesi’nden Prof. Yoshihiro Iwasa, “Esasen bizim araştırma materyalimiz tıpkı güneş panelleri gibi elektrik üretiyor ancak farklı yoldan. Almanya’daki Katı Hâl Araştırma Max Planck Enstitüsü’ndeki Dr. Yijin Zhang ile beraber ilk kez nanomateryallerin, yakında güneş teknolojisini sınırlayacak olan engellerle baş edebileceğini gösterdik. Şimdilik güneş panelleri olabilecekleri kadar iyiler ancak bizim teknolojimiz bunu geliştirebilir” dedi.

Akımı harekete geçiren nanotüp, tungsten disülfür (WS2) bazlı özel bir yarı iletken materyallerin sarılmış yapraklarından oluşturuluyor. Yapraklar, tüpün içerisinde sarılı değilse ışığın varlığında akımı harekete geçirmiyor. Asıl ilginç olan şey ise var olan fotovoltaik materyallerden nasıl farklılaştığı.

Genellikle fotovoltaik güneş panelleri, p ve n bağlantı noktası adı verilen düzenlenmiş materyallerden istifade ediyor. Bu iki tür materyal, tek başlarınayken ışığın varlığında akım oluşturamıyor ancak bir araya geldiklerinde bunu başarabiliyor. P ve n bağlantı noktası bazlı fotovoltaiklerin verimlilikleri 80 yıldır geliştiriliyor ancak çoklu materyalleri ayarlama ihtiyacı dolayısıyla teorik olarak limitlerinin sonuna yaklaşıyor.


WS2 nanotüpleri ise fotovoltaik etki kazanmak için materyaller arası bağlantı noktasına ihtiyaç duymuyor. Işığa maruz kaldıklarında yapıları ya da kütleleri boyunca akım üretebiliyor. Buna kütle fotovoltaik etkisi (BPVE) adı veriliyor ve bunu simetrik olmayan yapısıyla gerçekleştiriyor. Simetrik olsaydı harekete geçen akım tercih edilen bir yöne sahip olmayacak ve bu yüzden akış olmayacaktı.

Iwasa, gerçekleştirdikleri keşifle ilgili olarak “Bu büyük kazanıma rağmen WS2 nanotüplerimiz, p ve n bağlantı noktalı materyallerin üretme potansiyeliyle kıyaslanamaz çünkü cihaz nano boyutlarda ve büyütmek zor olacak ancak bu muhtemel ve kimyacıların bu zorluktan ilham alacaklarını umut ediyorum” dedi.

Uzun vadede araştırmacılar, bu tarz materyallerin daha verimli güneş panellerinin üretilmesine izin vereceğini umut ediyor ancak kısa vadede diğer uygulamalarda kullanılması daha muhtemel. Bu tarz bir teknoloji sensörlü sürücüsüz arabalarda ya da astronomik teleskoplarda görüntüleme sensörlerinde kullanılabilir.