Güneş Enerji Pili Uygulamaları İçin Metamalzeme Tabanlı Mükemmel Soğurucular


Aslan E., Türkmen M.(Yürütücü)

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2014 - 2014

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Şubat 2014
  • Bitiş Tarihi: Mart 2014

Proje Özeti

Güneş kaynağından elektrik üretimi sağlayabilen güneş pilleri güneş ışınlarını hiçbir hareketli parça gerektirmeden, çevreyi
kirletmeden ve sessiz bir şekilde doğrudan elektrik enerjisine çevirerek temiz bir enerji kaynağı sağlamaktadır. Üstelik güneş pilleri
diğer elektrik enerjisi üretim sistemlerine göre daha uzun ömürlü ve ekonomiktirler.
Bir cisim üzerine düşen ışık için 3 durum söz konusudur; 1. Bir aynadaki gibi yansıyabilir. 2. Cam bir bardaktaki gibi iletilebilir. 3.
Absorbe edilip ısıya dönüşebilir. 3. durumdan yola çıkarak bir grup bilim adamı, üzerine düşen ışığın tamamını soğurma (absorbe
etme) yeteneğine sahip malzemeler geliştirmeye çalışmaktadırlar. Bu malzemeler doğada kendiliğinden bulunmayan tamamen insan
eliyle üretildiği içinde “meta” malzeme yani yapay malzeme olarak bilinen metamalzemeler ve özel olarak da mükemmel soğurucular
(perfect absorbers) olarak adlandırılmaktadır.
Bu malzemelerin soğurum (absorption) kapasitelerinin belirlenmesi için malzemelerin optiksel karakterizasyonunun yapılması ve
iletim (transmission) ve yansıma (reflection) katsayılarının belirlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla küçük bir geometrik yüzeyde,
elektrik ve manyetik özelliklerini kullanarak toplam soğurmayı (Absorption)’ı yakalamak için farklı geometrik şekillere sahip nano
boyutta altın ve gümüş parçacıklar içeren metamalzemeler tasarlanmaktadır.
Bu proje kapsamında da güneş enerji pillerinde kullanılabilecek metamalzeme tasarımlarının yapılması planlanmaktadır. Bu amaçla
yapılacak olan çalışmalarda FDTD tabanlı bilgisayar programı aracılığıyla projeye özgü olarak tasarlanacak olan metamalzeme
yapılarının analizleri gerçekleştirilecek ve soğurum özelliği uygun olan yapılar güneş enerji pili uygulamaları için literatüre
sunulacaktır.