Zöld Energia
Könnyebb használatot eredményez a rugalmas napelem egy drónon
A napelemeknek köszönhetően sokkal kötetlenebbül lehet használni a drónt.
A linzi Johannes Kepler Egyetem olyan rugalmas, ólom-halogenid perovszkit napelemeket fejlesztett ki, amelyek vastagsága kevesebb mint 2,5 μm, fajlagos PV-teljesítménysűrűségük 44 W/g, átlagos teljesítményük pedig 41 W/g – számol be a PV Magazine. Az eszközöket olyan modulokba tudták beépíteni, amelyek tenyérnyi quadcopter típusú drónok meghajtására alkalmasak.
A kutatók által használt 24 cm2-es fotovoltaikus modul lehetővé tette a drón autonóm működését. A megközelítés egyik nagy előnye, hogy nincs szükség kötött töltéshez az energiaellátáshoz. A perovszkit napelemmodulok a drón teljes tömegének mindössze 1/400 th-jával járultak hozzá.
A szubsztrát egy „ultravékony” és átlátszó-vezető-oxid-mentes, 1,4μm vastagságú, 100 nm-es alumínium-oxid réteggel bevont polimerfólia volt. Ez hatékonyan szolgált „gátként” a nedvesség és a gázok ellen. „Az ilyen típusú eszközöknél nincs hely a tipikus tokozási megközelítéseknek, amelyek egyszerűen túl vastagok” – mondta Martin Kaltenbrunner, a csapat vezetője.
A perovszkit napelemes kutatásainkban fontos, hogy olyan prekurzorokat használjunk, amelyeket a lehető legkevesebb lépésben szintetizálunk. Az egyszerű szintézis kulcsfontosságú, mert azt akarjuk, hogy a technológia skálázható legyen, és hogy az anyaggyártási költségeket kordában tartsuk – tette hozzá Kaltenbrunner.
A szakértők által bemutatott kis felületű perovszkit napelem mérete 0,1 cm2 volt, nyitott áramköre 1,13 V, rövidzárlati áramsűrűsége 21,6 mA cm-2, kitöltési tényezője 74,3%, teljesítmény-átalakítási hatásfoka pedig 18,1%. A nagyobb eszköz aktív cellafelülete 1,0 cm2 volt, átlagos nyitóáramú feszültsége 1,11 V, rövidzárási sűrűsége 20,0 mA cm-2, kitöltési tényezője 65,9%, hatásfoka pedig 14,7 volt.
A drón áramellátására szolgáló modul 24 egymással összekapcsolt 1 cm2-es napelemmel rendelkezett. Az energiaautonóm, napenergiával működő hibrid, kereskedelmi forgalomban kapható quadcopter típusú drón tömege mindössze 13 g volt. A stabilitást és a hosszan tartó kültéri működőképességet tesztelték, és egy külső laboratórium validálta a perovszkit összetétel teljesítményét és tulajdonságait.
A csapat következő célja, hogy tovább fejlessze a technológiát. „Szándékunkban áll olyan könnyű, rugalmas fotovoltaikus megoldások kifejlesztése, amelyek mindenféle robotikát és autonóm járművet képesek ellátni energiával” – mondta Kaltenbrunner.
Zöld Energia
A leghatékonyabb napelem kerülhet piacra az oxfordi tudósoknak hála
Az Oxfordi Egyetem tudósai áttörést értek el egy ultravékony, perovszkit alapú napelemes technológiával, amely több mint 27%-os hatékonyságot biztosít.
Az Oxfordi Egyetem tudósai áttörést értek el a napelemes technológiában egy olyan ultravékony anyag segítségével, amely szinte bármilyen épület esetében alkalmazható – számol be a PV Tech. Az eszköz több mint 27%-os konverziós hatékonyságot biztosít. Az új perovszkit anyagban többszörös átmenetet alkalmaznak, és úgy jellemezték, mint egy olyan eszközt, amellyel egyre nagyobb mennyiségű energiát lehet termelni, anélkül, hogy szilíciumalapú napelemmodulokra lenne szükség. Dr. Shuaifeng Hu, a csapat tagja szerint az átalakítási hatékonyságot mindössze öt év alatt a 6% körüli értékről 27% fölé emelték, ami közel van a fotovoltaika mai elméleti határértékéhez. „Úgy véljük, hogy idővel ez a megközelítés lehetővé teheti, hogy a fotovoltaikus eszközök sokkal nagyobb, 45%-ot meghaladó hatásfokot érjenek el” – tette hozzá. A technológia lényege, hogy több fényelnyelő réteg is található a napelemben, így a rendszer a fényspektrum átfogóbb tartományát hasznosítja, és több energiát tud előállítani ugyanabból a sugárzásmennyiségből. A megközelítés vékonyságával az innováció új szintjét hozza el, alig több mint egy mikron vastagságával közel 150-szer vékonyabb, mint egy szilíciumostya.
A jelenlegi fotovoltaikus technológiákkal ellentétben, amelyeket jellemzően szilíciumpaneleken alkalmaznak, ez a módszer szinte bármilyen felületen hasznosítható. A megközelítés tovább csökkentheti majd a napenergia költségeit, és segíthet abban, hogy a megújuló energiaforrások legfenntarthatóbb formájává váljon.
Dr. Junke Wang, a csapat tagja szerint a bevonatként alkalmazható új anyagok használatával megmutatták, hogy a szilícium felülmúlható, miközben rugalmasságot is nyernek. „Ez azért fontos, mert több napenergiát ígér anélkül, hogy annyi szilícium alapú panelre vagy speciálisan épített naperőműparkra lenne szükség” – mondta. A tudósok hozzátették, hogy a további áttörések további költségmegtakarítást ígérnek, mivel az új anyagok, mint például a vékonyrétegű perovszkit, csökkentik a szilíciumpanelek és a kifejezetten erre a célra épített napelemparkok szükségességét.
Kép: Oxford University
-
Zöld Energia6 nap telt el a létrehozás óta
Napelem: hatékony energiatároló megoldást dobtak piacra
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás óta
Itt az akkumulátor, amely erkélynapelemmel kombinálható
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás óta
Egyre több gazda akar napelemet a földjeire
-
Zöld Energia2 nap telt el a létrehozás óta
Egyszerűsítették a napelemek telepítését, bárki megcsinálhatja!
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás óta
Ezzel az eszközzel még egyszerűbb az erkélynapelemek használata