Güneş panellerinin verimliliği üzerine yapılan bir araştırmada, panellerin üzerine düşen güneş ışığının foton enerjisinin, yarı iletken malzemenin 'bant aralığı' (band gap) enerjisinden düşük olması durumunda elektron koparamadığı görülür. Öte yandan, bant aralığından çok yüksek enerjili fotonlar ise enerjilerinin bir kısmını ısıya dönüştürür. 'Shockley-Queisser Limiti' olarak bilinen bu durum, tek eklemli güneş panellerinin teorik verimini yaklaşık %33,7 ile sınırlar. Bu fiziksel kısıtlamayı aşmak ve enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarmak isteyen bir araştırmacı, aşağıdaki yöntemlerden hangisini öncelikli olarak tasarlamalıdır?
Şıklar
Panellerin yüzeyini yansımayı önleyici siyah boya ile kaplamak
Güneş panellerini sürekli soğutan bir su devridaim sistemi kurmak
Farklı bant aralıklarına sahip birden fazla yarı iletken katmanı üst üste dizerek (çok eklemli hücreler) spektrumun farklı kısımlarını yakalamak
Güneş ışığını merceklerle odaklayarak panelin birim yüzeyine düşen ışık miktarını artırmak
Panelleri Dünya yörüngesine yerleştirerek atmosferik soğurmayı ortadan kaldırmak
Çözüm Açıklaması
Shockley-Queisser limiti, tek bir yarı iletkenin spektrumun sadece belirli bir kısmını verimli kullanmasından kaynaklanır. Çok eklemli (multi-junction) hücreler, farklı dalga boylarındaki fotonları (mavi, yeşil, kırmızı vb.) kendi enerji seviyelerine uygun farklı katmanlarda soğurarak bu teorik limiti aşabilir ve verimliliği %40'ın üzerine taşıyabilir.
Video Çözüm
AI ile video çözüm oluştur
İnteraktif Çözüm
Adım adım, sesli ve animasyonlu çözüm. Quiz ile kendini test et!