Kapcsolatfelvétel

Zöldinfó

Magyar kutatóknak köszönhetően lesznek még hatékonyabbak a napelemek

Létrehozva:

|

A szakértők szerint a metilammónium-ólom-halid-perovszkit nevű anyagcsalád alkalmazása rendkívül ígéretes a napelemiparban.

A napelemek az elmúlt évtizedekben elképesztő fejlődésen estek át, de a kutatók szerint a technológiában még mindig rengeteg kiaknázatlan lehetőség rejlik. A fotovoltaikus megoldások az élet egyre több területén jelennek meg, mérséklik az emissziót, illetve csökkentik az villanyszámlákat. Napjainkban, az energiaválság idején a napelemek különösen nagy jelentőséggel bírnak. A technológia az elkövetkező időszakban bizonyosan még fejlettebbé válik majd, az ipar például komoly erőforrásokat fordít arra, hogy megtalálja a hagyományos, szilícium alapú napelemes anyagok hatékonyabb alternatíváit. Ilyen ígéretes jelölt a nemrégiben felfedezett, úgynevezett metilammónium-ólom-halid-perovszkit család, amely rendkívüli fotovoltaikus tulajdonságokkal bír, könnyű és olcsón előállítható – írja az alternativenergia.hu.

Míg a hagyományos anyagok tipikus hatásfoka 15 százalék körül mozog, addig az új anyagcsalád használatával laboratóriumi körülmények között már 30 százalékos hatásfokot is elértek. A szakértők abban bíznak, hogy az arány tovább növelhető, a nem szilícium alapú anyag napelemes felhasználása pedig további anyagok vizsgálatára sarkallja a kutatókat.

Advertisement

Ezt a különleges, új családot vizsgálták a közelmúltban magyar kutatók részvételével. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) munkatársai szerint a napelem-alapanyagok a fény energiáját úgy hasznosítják, hogy a bejövő fotonok hatására bennünk elektronlyuk-párok jönnek létre, amelyek aztán áramot termelnek. A napelem belsejében gerjesztett töltéshordozó párok mennyisége, illetve élettartama rendkívül fontos a felhasználhatóság szempontjából, rekombináció esetén a gerjesztett elektronlyuk-párok például megsemmisülnek. A félvezető anyagban a rekombináció előtt a réteget elhagyó töltéshordozók révén termelődik energia, az új típusú félvezetők rekombinációs idejének vizsgálatából ezért jobban megismerhető napelemként való felhasználhatóságuk.

A BME munkatársai új tanulmányukban ezért a rekombinációs időt, valamint a gerjesztett töltéshordozó mennyiséget elemezték. A publikáció vezető szerzője Bojtor András, az egyetem doktorandusza, aki tanulmányai mellett a Semilab Félvezető Fizikai Laboratórium Zrt.-nél dolgozik. A vizsgálatot Forró László professzorral végezte a Lausanne-i Svájci Szövetségi Műszaki Egyetemen.

Advertisement

Megannyi lehetőség

A napból négyzetméterenként megközelítőleg 1 kilowatt fényteljesítmény érkezik, hazánkban pedig átlagosan 2000 az éves napsütéses órák száma. Átlagos fekvésnél és tájolásnál úgy lehet számolni, mintha a napelemeket 1000 órán át derékszögben sütné a nap. Évi 2500 kilowattóra fogyasztás mellett tehát a rendszernek 2500 wattos csúcsteljesítménnyel kell bírnia. A jelenlegi technológia hatásfokát figyelembe véve ehhez 17 négyzetméternyi napelem szükséges, az új megoldásoknak köszönhetően a méret ugyanakkor tovább csökkenhet. A technológiával emellett olyan fotovoltaikus rendszereket is létrehozhatnának, melyek autók tetejére telepíthetőek. Ezek segítségével az elektromos járművek magukat tölthetnék, ami tovább mérsékelné a fenntartási költséget és az emissziót. Mivel egy átlagos személyautón 4 négyzetméternyi napelem fér el, 10 kilowattóra energia pedig megközelítőleg 100 kilométer megtételéhez elég. Amennyiben kellően nagy a napelemes rendszer hatásfoka, az autó minden nap akár 100 kilométert is megtehetne „saját” energiával.

Advertisement

A BME és az Eötvös Kutatási Hálózat Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársai a Lausanne-i Svájci Szövetségi Műszaki Egyetemen és az amerikai Notre Dame-i Egyetem szintén többnyire magyar kutatóival vizsgálták a metilammónium-ólom-halid-perovszkitekben a keletkező töltéshordozók élettartamát és azok számát. A vizsgálat során 4 kelvinre hűtötték a család három eltérő anyagát, majd a hőmérséklet emelésével, 300 kelvinig figyelték a rekombinációs folyamatot. A szakértők azt dokumentálták, hogy az anyagok szerkezeti átalakulásai miként hatnak a napelem-hatásfokra, amiből meg tudták állapítani, hogy milyen további elemzések szükségesek.

Összehasonlították a jódot, brómot és klórt tartalmazó mintát, megfigyelték a minta gyors és lassú hűtése során jelentkező különbséget, illetve három, eltérő mintakészítési módszerrel létrehozott metilammónium-ólom-bromid kristálynál a morfológia rekombinációra gyakorolt hatását. „Nagyon izgatottak vagyunk, hogy a kutatásaink révén esetleg a napelem anyagok újabb generációja előtt nyílhat meg az út, egyben lelkesen folytatjuk a további kutatásokat ebben az irányban” – mondta Simon Ferenc, a BME egyetemi tanára.

Advertisement

Zöldinfó

A magas európai gázárak és az energiaellátás bizonytalansága Magyarországot is sújtja

Magyarországra is vonatkozó megállapításokat tett időközi gazdasági jelentésében az OECD.

Létrehozva:

|

Szerző:

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)

Az energiapiaci feszültségek, a magas európai gázárak és az ezekből fakadó inflációs nyomás tekinthető Magyarország szempontjából a legnagyobb rövid távú kockázatnak az OECD időközi gazdasági jelentése alapján – írja az alternativenergia.hu. A szervezet általában is a költségvetési fegyelem erősítését, a célzott energiatámogatásokat, az energiafüggőség csökkentését és a humán tőkébe való beruházásokat tartja a legfontosabb szakpolitikai feladatnak. A jelentés nem tartalmaz külön országfejezetet Magyarországról, ezért a Magyarország szempontjából releváns megállapítások elsősorban az euróövezetre, Európára, az energiahelyzetre, az inflációra és a szakpolitikai ajánlásokra vonatkozó részekből vezethetők le.

Az OECD szerint Európa különösen kitett a közel-keleti konfliktus nyomán kialakult energiapiaci zavaroknak. Az európai földgázárak jelentősen emelkedtek, miközben az uniós tárolók töltöttsége az év ezen időszakában több mint 15 éve nem látott mélypontra süllyedt. Ez Magyarország számára is fokozott ellátásbiztonsági és inflációs kockázatot jelent. Az euróövezet gazdasági növekedése 2026-ban és 2027-ben egyaránt 1,0 százalék lehet. A magasabb energiaárak és kamatok visszafogják a gazdasági aktivitást, ugyanakkor a védelmi beruházások növekedése és az energiaárak későbbi mérséklődése támogatást nyújthat. Mivel Magyarország gazdasága erősen kapcsolódik az euróövezethez, különösen Németországhoz, ez a mérsékelt növekedési pálya a magyar exportkilátások szempontjából is fontos.

A jelentés kiemeli, hogy az európai gazdaságokat különösen sérthetik a tartós energiapiaci zavarok és az esetleges ellátási hiányok. Az OECD szerint az alacsony európai gázkészletek növelik annak kockázatát, hogy a kontinens nehezebben alkalmazkodik az elhúzódó energiaválsághoz. Az OECD arra figyelmeztet, hogy a magas államadósság, az emelkedő kötvényhozamok és az energiatámogatások költségei egyre nagyobb nyomást gyakorolnak a költségvetésekre. A kormányoknak javítaniuk kell a kiadások hatékonyságát, erősíteniük kell a bevételi oldalt, és hiteles, többéves konszolidációs stratégiákat kell kialakítaniuk.

Advertisement

Az energiadrágulás ellensúlyozását célzó állami intézkedéseknél az OECD célzott támogatásokat javasol. A támogatásoknak a leginkább rászoruló háztartásokat és a pénzügyileg életképes kis- és középvállalkozásokat kell segíteniük, miközben fenn kell tartaniuk az energiatakarékossági ösztönzőket és egyértelmű kivezetési mechanizmussal kell rendelkezniük. A szervezet sürgeti az energiaforrások diverzifikálását és az energiahatékonyság javítását. Az OECD szerint ezek a lépések növelik a gazdaságok ellenálló képességét a jövőbeli kínálati sokkokkal szemben. Ez különösen releváns Magyarország számára, amely jelentős energiaimportőr.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák