Ön Söz

Ön Söz
Toplumumuzdaki enerji gereksinimleri petrol, doğal gaz ve kömür üzerine
kurulmuştur fakat bu fosil yakıtları sınırlı olduğundan ilerde bir gün bitecektir. Fosil yakıtlarının yanmasıyla karbondioksit üretilir ve karbondioksit
konsantrasyonunun hızlı artışı küresel ısınmaya ve iklim değişikliklerine
neden olur. Bu koşullar altında alternatif ve temiz bir enerji kaynağı olarak
fotovoltaik (PV) güneş hücrelerine (güneş gözeleri) ilgi artmaktadır.
Fotovoltaik güneş hücreleri, karbondioksit yaymaksızın güneş enerjisini direkt elektrik enerjisine dönüştürdüğü için temiz elektrik enerjisi
sağlar. Güneş enerjisi sınırlı değildir ve tüm insanlık tarihi boyunca
özgürce kullanılabilir. Kristal silisyum güneş hücreleri yoğun bir şekilde
çalışılmaktadır ve yeryüzündeki uygulamalar için kullanılmaktadır.
Bununla birlikte materyal maliyetinin yüksek olması ve üretim için fazla
enerji gereksinimi PV güç üretiminin geniş ölçüde yaygınlaşmasını engellemektedir.
Son yıllarda bulk silisyum güneş hücreleri yerine bileşik yarıiletkenler ve silisyum ince film tabanlı güneş hücrelerinin kullanılması aktif
olarak çalışılmaktadır. Ancak güneş hücreleri, hâlen kamu elektrik üretimi ile rekabet edemeyecek kadar pahalıdır. 2004 yılında Yeni Enerji
ve Endüstriyel Gelişim Organizasyonu (NEDO) ve Japonya Endüstri ve
Ekonomi Bakanı 2030'da PV modüllerin maliyetinin 50 yen/W olarak
hedeflendiğini duyurdu. PV enerji üretimi 2030 yılında yerleşim yerlerindeki elektrik tüketiminin yaklaşık % 50’sini sağlayabilecektir (yaklaşık
olarak toplam enerji tüketiminin % 10). Fakat geleneksel teknolojiyle bu
hedefe ulaşmanın zor olacağı belirtilmektedir. Güneş hücrelerinin maliyetinin azaltılması ve enerji dönüşümü veriminin artırılması için önemli
fikirlerden biri, güneş hücrelerinde nanoyapıdaki materyallerin kullanılması yani NANOTEKNOLOJİ kullanılmasıdır. Nanoyapıdaki materyaller,
büyük ölçüde organik ve inorganik materyaller olarak iki kısma ayrılırlar.
vi
Ön Söz
Bu iki materyal, ortak ilgi ve ortak çalışma amaçlarına rağmen şu ana kadar
farklı konferanslarda ve farklı kongrelerde tartışılmaktadır. Güneş enerjisi
dönüşümü için nanoyapıdaki organik ve inorganik materyaller hakkında
geniş kapsamlı bir kitap bulunmamaktadır.
Bu kitabın amacı, inorganik materyallerden organik materyallere
kadar büyük değişiklik gösteren materyal ve aygıt tiplerini kapsayan güneş
enerjisi dönüşümü için nanoyapıdaki materyaller hakkında bilgi vermektir.
Bu kitap 5 ana kısma ayrıldı: nanoyapıdaki güneş hücrelerinin genel özellikleri, geleneksel ince fil güneş hücrelerinde nanoyapılar, boya ile duyarlı
hâle getirilmiş güneş hücreleri, organik ve karbon tabanlı güneş hücreleri ve
diğer nanoyapılar. Bu kitapta diğer önemli nanoyapıdaki materyaller hakkında sınırlı bilgi birikimine sahip olduğumdan dolayı bunlara yer veremediğim için özür dilemek zorundayım. Bu kitap araştırmacılar, bilim insanları,
mühendisler, lisans, yüksek lisans ve doktora öğrencileri; malzeme bilimi,
fizik, kimya vb. alanlarda nanoyapıda güneş hücrelerine ilgi duyanlar için
hazırlandı. Ümit ediyorum ki bu kitap güneş hücrelerinin gelişmesi için bir
ipucu verecek ve PV’lerin gelişmesine katkı sağlayacaktır.
Bayram KILIÇ
Yalova, Türkiye, 2012