Son derece güçlü bir enerji kaynağı olan güneşten yararlanmak, sürdürülebilir enerjinin devamı için en önemli hedeflerden biri. Güneşten dünyamıza gelen ışınlar ve güneş hücreleri adı verilen elektrikli cihazlar kullanılarak elektrik enerjisi üretilebiliyor. Ayrıca günümüzde çoğu güneş hücresi silikondan yapılıyor ve silikon, güneş ışınlarını emmede çok iyi bir malzeme olarak kullanılıyor. Ancak silikon panellerin üretilmesi de pahalıya mal oluyor.
Bilim insanları güneş hücrelerini daha ucuza üretmek için perovskit yapılardan yapılan bir alternatif üzerinde çalışmaya başladılar. Yeryüzünde bulunan bir mineral olan gerçek perovskit, belirli bir moleküler düzenlemede kalsiyum, titanyum ve oksijenden oluşuyor. Perovskit yapıları, bir güneş pilinin ışığı toplayan aktif tabakası olarak iyi çalışabilecek kapasitede bir madde, çünkü ışığı verimli bir şekilde emer ve silikondan çok daha ucuzdurlar. Ayrıca, basit ekipmanlar kullanarak cihazlara da entegre edilebilirler.
Perovskit kullanılarak yapılan malzemeler potansiyel olarak güneş pili cihazlarında saydığımız özellikleri ile devrim yaratabilir, ancak ciddi bir dezavantajı var bu da maddenin organik olması yani termostabil değil ve ısı altında bozulabilecek özelikte olması.
Bu ticari potansiyeli engelleyen faktöründe önüne geçen araştırmacılar organik parçaları inorganik malzemelerle değiştirerek, perovskit güneş hücrelerini çok daha kararlı hale getirdiler. Böylelikle neredeyse 300 saat boyunca ışığa maruz kaldıktan sonra bile güneş pilleri durumlarını koruyup değişkenlik göstermezler.
İnorganik perovskit güneş pilleri birkaç katman halinde yapılıyor. Alt tabaka, birkaç milimetre kalınlığında olan cam, ikinci tabaka FTO olarak adlandırılan şeffaf bir iletken malzeme, sonrasında titanyum oksitten yapılmış elektron duyarlı bir tabaka gelir ve dördüncü tabaka fotoaktif perovskittir. Son olarak da üst tabaka karbondan yapılır.
Perovskit güneş pilleri, organik-inorganik hibritlerden daha düşük ışık emilimine sahip olma eğilimindedir. İkinci özelliğin geldiği yer ise burası araştırmacılar, güneş pilinin performansını iyileştirmek için yeni hücreleri manganezle destekledi. Manganez, malzemenin kristal yapısını değiştirerek, ışık toplama kapasitesini artırdı.
Üçüncü olarak, bu güneş hücrelerinde, güneş hücreleri ve harici teller arasındaki akımı taşıyan elektrotlar, karbondan yapıldı. Bu tür elektrotlar, doğrudan güneş pilleri üzerine basılabildikleri için, daha ucuz ve üretilmesi de daha kolay oluyor.
Perovskit güneş pilleri, silikon güneş pilleri gibi ticari olarak uygulanabilir hale gelmeden önce üstesinden gelinmesi gereken bir takım zorlukları da var. Örneğin, perovskit güneş pilleri bir ya da iki yıl kullanılabilirken, silikon güneş pilleri 20 yıl boyunca çalışabilir. Araştrımacılar yeni hücrelerin verimliliği ve dayanıklılığını arttırmak için çalışmaya devam ediyor ve ayrıca ticari ölçekte üretme süreci için de geliştiriyorlar.