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

Újabb figyelmeztető jel: 2025 lett a brit meteorológia legforróbb éve

A legmelegebb és a legnaposabb év volt 2025.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

A brit meteorológiai intézet beszámolója szerint kettős rekordot döntött a tavalyi év: 2025 volt a legmelegebb és a legnaposabb esztendő a rendszeres feljegyzések 182 ével ezelőtti kezdete óta – írja az alternativenergia.hu. A szolgálat közölte: előzetes adatai alapján az országos átlaghőmérséklet 10,09 fok volt, vagyis megdöntötte a 2022-ben feljegyzett 10,03 fokos előző rekordot. Az intézet hangsúlyozta azt is, hogy 1884 – a modern tudományos módszerekkel végzett mérések kezdete – óta 2025 volt mindössze a második olyan év 2022 után, amikor az éves középhőmérséklet meghaladta a 10 fokot Nagy-Britanniában. Az adatsorból kiderül mindemellett, hogy az 1884 óta mért, éves szintre számított négy legmagasabb középhőmérsékletet a legutóbbi öt évben jegyezték fel, és a tíz legmelegebb év mindegyike az elmúlt két évtizedben volt. A XXI. század kezdete óta hat éves melegrekordot mértek: az éves középhőmérséklet alapján 2002, 2003, 2006, 2014, 2022 és immár 2025 is megdöntötte az addigi rekordokat – áll a brit meteorológia pénteki tájékoztatásában.

Az intézet kiemelte: tavaly március és augusztus között mindegyik hónapban legalább 1 fokkal magasabb volt az átlaghőmérséklet, mint az 1991-2020 közötti időszak azonos hónapjaiban. A szolgálat már szeptemberben jelezte, hogy a rendszeres mérések kezdete óta a tavalyi nyár volt a legforróbb Nagy-Britanniában. Az akkori ismertetés szerint 2025. június 1. és augusztus 31. között 16,1 fok volt a középhőmérséklet az országban, 1,51 fokkal magasabb a hosszú távú meteorológiai átlagnál. Ezzel megdőlt az előző rekord, amelyet 2018 nyarán mértek 15,76 fokos középhőmérséklettel. A tavalyi új rekord azt is jelenti, hogy a rendszeres mérések óta feljegyzett öt eddigi legforróbb brit nyár mindegyike a 2000 utáni időszakra esett. A tavalyi rekordnyár előtt a felső ötös mezőnyben szerepelt még 1976 hírhedten meleg és aszályos nyara is 15,7 fokos középhőmérséklettel, ez azonban a 2025-ben elért új nyári rekorddal kiesett ebből a csoportból.

A tavaly nyári hónapokban mért legmagasabb napi hőmérséklet 35,8 fok volt. Ez ugyan elmaradt az eddigi rekordtól, amelyet 2022 júliusában jegyeztek fel 40,3 fokkal, de a kánikula tartóssága miatt összességében mégis 2025 nyara volt a legmelegebb a modern brit meteorológia történetében. A tavalyi év egészéről pénteken közzétett mérési statisztika szerint 2025 a legnaposabb év rekordját is megdöntötte: tavaly összesen 1648,5 napfényes órát észleltek a meteorológiai szolgálat műszerei, 61,4 órával többet, mint a 2003-as előző rekordévben. Mark McCarthy, a brit meteorológiai szolgálat klímatudományi igazgatója a pénteki tájékoztatáshoz fűzött elemzésében úgy fogalmazott: a tavalyi nagyon meleg év is igazolja az emberi tevékenység okozta éghajlatváltozás következményeivel kapcsolatos várakozásokat.

Advertisement

Hozzátette: ez nem jelenti azt, hogy mindegyik év új melegrekordot hoz, de a meteorológiai megfigyelésekből és a klímamodellekből egyértelműen kitűnik, hogy az emberi tevékenység okozta globális felmelegedés Nagy-Britannia éghajlatát is befolyásolja.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák