Alman Araştırmacılar, Güneş Panellerini Güçlendiren Ve Çatlakları İyileştiren Kaplama Geliştirdi

Güneş panellerinde kullanılan camları daha ince ve dayanıklı hale getirmeyi amaçlayan yeni bir kaplama geliştirildi. Teknoloji, panellerin toplam ağırlığını yüzde 30'a kadar azaltabilir.

Alman güneş enerjisi şirketi EXXERGY ve iştiraki EXXOSQEL, Fraunhofer Silikat Araştırmaları Enstitüsü (ISC) ile birlikte güneş panellerinde kullanılan camlar için yeni bir kaplama geliştirdi. Mikroskobik çatlakların ilerlemesini zorlaştıran bu teknoloji, daha ince ve hafif camların dayanıklılıktan ödün vermeden kullanılmasını amaçlıyor.

Araştırmacıların laboratuvar testlerinde elde ettiği sonuçlara göre, 2 milimetre kalınlığındaki cam örneklerinin dayanımı 4 kata kadar artarken, 1 milimetre kalınlığındaki örneklerde 7 kata kadar güçlenme gözlemlendi. Bu sonuçlar, ısıl işlem uygulanmamış camlarla yapılan karşılaştırmalara dayanıyor.

Güneş panellerinde cam, güneş hücrelerini ve diğer elektrik bileşenlerini hava koşullarından korurken güneş ışığının içeri ulaşmasını sağlıyor. Bununla birlikte cam, bir güneş panelinin toplam ağırlığının yüzde 80’ine kadarını oluşturabiliyor.

Geleneksel güneş panelleri metrekare başına yaklaşık 11-13 kilogram ağırlığa sahipken bazı tasarımlarda bu değer 16 kilograma ulaşabiliyor. Daha ince cam kullanılması ağırlığı azaltabilse de camın hasar görme riski artıyor. Ayrıca iki milimetre ve altındaki camlarda geleneksel ısıl temperleme işleminin uygulanması zorlaşıyor.

EXXOSQEL tarafından geliştirilen kaplama, bu sorunu camın içindeki mikroskobik çatlaklarda kimyasal bağlar oluşturarak çözmeyi hedefliyor. Şirketin açıklamasına göre birden fazla bileşenden oluşan üç boyutlu çapraz bağlı kompozit yapı, kaplama uygulandıktan sonra çatlaklarda moleküler düzeyde kovalent bağlar meydana getiriyor. Bu bağlar, camın kırılması için gereken enerjiyi artırarak daha ince camların dayanımını yükseltiyor. Böylece üreticilerin daha az cam malzemesi kullanarak daha hafif güneş panelleri geliştirmesinin önü açılabilir.

EXXOSQEL'in tahminlerine göre camın kütlesinin yüzde 40 azaltılması, bazı güneş paneli tasarımlarının toplam ağırlığında yüzde 30'a varan düşüş sağlayabilir.

Araştırma ekibi, kaplamayı laboratuvar ortamından çıkararak büyük boyutlu güneş panellerinde kullanılabilecek hale getirmeye çalışıyor. Fraunhofer ISC, kaplamanın 100 litreye kadar partiler halinde üretilmesi ve uygulama sürecinin otomatikleştirilmesi üzerinde çalışıyor. Amaç, teknolojinin mevcut güneş paneli üretim hatlarına entegre edilebilmesi.

EXXERGY ise Fraunhofer Silikon Fotovoltaik Merkezi ile birlikte kaplamayı daha büyük cam yüzeylerde ve güneş modüllerinde test ediyor. Şirkete göre teknoloji, gerçek kullanım koşullarına yakın ortamlarda prototiplerin gösterildiği Teknoloji Hazırlık Seviyesi 6'ya (TRL 6) yaklaşmış durumda. Stres testleri de devam ediyor.

Bir sonraki hedef, teknolojinin gerçek çalışma ortamında gösterilmesini kapsayan TRL 7 seviyesine ulaşmak. Bu aşamanın başarıyla tamamlanması, kaplamanın ticari üretime geçişi açısından önemli bir adım olacak.