Texas Üniversitesi tarafından yayınlanan bir araştırma raporuna göre güneş enerjisi pillerinde kullanılan hücrelere hapsedilen enerjinin düşük tutulması, sistemin daha verimli bir biçimde çalışmasını sağlıyor. Şimdiye dek yürütülen çalışmalar, hücrelerde hapsedilen enerjiyi maksimum düzeye çıkarmayı temel alıyordu, dolayısıyla Texas Üniversitesi tarafından yayınlanan bu araştırma güneş enerjisi endüstrisinde yeni bir dönüm noktası olabilir.
Araştırmayı yürüten kimyager Xiaoyang Zhu ve ekibi, güneş enerjisi pillerinde kullanılan hücrelerdeki “sıcak elektron” sorununu çözmeye yönelik. Sıcak elektron terimi, hücre içerisinde yer alan ancak kullanışlı olamayacak kadar fazla enerji yüklü olan ve bu yüzden de ısı olarak salınan elektronları tanımlamak için kullanılıyor. Zhu ve ekibi, bu elektronların başarılı bir biçimde yakalanabilmeleri durumunda güneş enerjisi panellerinden elde edilebilecek maksimum gücün iki katına çıkarabileceğini ileri sürüyor.
Zhu ve ekibi, güneş enerjisi panellerine bir foton bombardımanı yapıldığında, sıcak elektronların sistemden atılması yerine “gölge yapısında” bir karanlık kuantum modeli oluşturduğu ve bir çift elektronun yakalanmasının mümkün hale geldiğini açıklamaktalar. Yapılan çalışmalara göre şu ana dek güneş enerjisi panellerinde teorik olarak sağlanan maksimum verim %31 düzeyindeydi. Zhu ve ekibinin yayınladığı çalışma ise bu oranın teoride %66 düzeyine, uygulamaya dönük pratik sistemlerde ise %44 düzeyine çıkartılabileceğini öngörüyor.
Texas Üniversitesi tarafından yayınlanan çalışmada, laboratuar deneylerinde pentasen adı verilen bir organik plastik yarı iletken malzeme kullanılmış. Deneye göre, foton bombardımanına tabi tutulan pentasen, uyarılmış elektron çiftleri için bir elektron oyuğu (elektron hole) oluşturulmasını sağlıyor. Bu delik sayesinde ise sıcak elektronların gölge yapısında bir karanlık kuantum formu oluşturmaları ve yakalanabilmeleri mümkün hale geliyor.
Çalışmanın endüstriyel kullanım açısından en kilit noktası ise, pentasen adlı organik plastik yarı iletken malzemenin oldukça kolay temin edilebilen ve bol miktarda bulunan bir malzeme oluşu. Pentasenin sahip olduğu bu özellikler sebebiyle, çok daha verimli güneş enerjisi panellerinin makul fiyatlarla geliştirilebileceği söyleniyor.
