Miután áttörést ért el a perovszkit napelemek fejlesztésében több különálló tudóscsoport, a hagyományos szilícium-alapúnál modernebb és hatékonyabb technológia érkezhet a piacra.
Költségesek és kevésbé hatékonyak az elterjedt napelemek
A szilíciumalapú hagyományos napelemek hatékonysága legfeljebb 27–29 százalékos lehet. Régtől dolgoznak rajta a tudósok, hogy sikerüljön emelni ezt a szintet. Most úgy tűnik, ez lehetővé vált a perovszkit segítségével.
Az elmúlt hetekben három kutatócsoport közül az egyik 31,25, a második 32,5, a harmadik pedig 33,5 százalékos hatékonyságot ért el tandem napelemekkel - írja az Interesting Engineering. Az ezekhez használt perovszkit – hasonlóan a szilíciumhoz – egy félvezető, azonban képes elnyelni és elektromos energiává alakítani a látható spektrum kék fényét is. Ezért léphetik át a 30 százalékos hatékonyságot a perovszkitet a vörös fényt elnyelő szilíciummal együttesen használó napelemek.
Azonban HVG megjegyzi, az új technológiát hasznosító napelemek új gyártási megoldásokat igényelnek, ugyanis, a hagyományos 15x15 centiméteres napelempanelekkel szemben, a tandemcellák általában 1x1 centisek. Viszont ennek ellenére anyagilag kedvezőbb lehet az új technológia.
Az év elején sikerült stabilizálni az anyagot
A hagyományos, szilíciumkristályokból álló napelemek előállítása többlépcsős és különösen sok energiát vesz igénybe, ami feljebb nyomja az árát. Azonban a perovszkit kristály akár hatékonyabb és olcsóbb napelempanelek készítését is lehetővé teheti.
Egyébként okkal nem terjedt el a perovszkiten alapuló technológia korábban. A perovszkites napelemeket a feltalálásuk, azaz 2009 óta folyamatosan fejlesztik. Először tavaly sikerült átlépniük a 30 százalékos hatékonysági határt. Azonban ezek a kristályok meglehetősen instabilak, ami miatt eddig nem terjedtek el az azokkal készült napelempanelek a piacon.
A svájci Lausanne-i Egyetem (EPFL) tudósainak csak 2022 végén sikerült megnövelniük a perovszkit stabilitását és hatékonyságát. A Jule című tudományos folyóiratban megjelent tanulmányukban leírják, az áttörés azután jött, miután a kristályokat két alkil-ammónium modulátorral kezelték.
A kutatók 250 és 1200 órán keresztül tesztelték az új eljárással készült paneleket. Akkor derült ki, hogy a fejlesztett modulátorok akkora mértékben kompenzálják az energiaveszteséget, hogy egyúttal megnövelik a napelemek általános teljesítményét is.
