Zöldinfó
Magyar kutatóknak köszönhetően lesznek még hatékonyabbak a napelemek
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.
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.
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.
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.
Zöldinfó
Május végéig várják a fenntartható települési projektek jelentkezését
Továbbra is nyitott a jelentkezés a 33. Virágos Magyarország versenyre.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Az új határidő május 31., így még két hét áll az önkormányzatok rendelkezésére, hogy pályázzanak településük zöldfelületi fejlesztéseivel, környezetszépítő kezdeményezéseivel és fenntartható megoldásaival – közölte az alternativenergia.hu. Kiemelték, hogy a nevezés díjmentes, jelentkezni a program hivatalos weboldalán, a viragosmagyarorszag.hu honlapon lehet. A szervezők célja, hogy minél több városban, községben, faluban kapjon lendületet a közös zöldítés és minél több közösség mutassa meg saját megoldásait a fenntartható, élhető környezet kialakítására. A Virágos Magyarország verseny már jóval túlmutat a hagyományos értelemben vett virágosításon.
A szervezők ezért azokat a településeket is jelentkezésre bíztatják, ahol nincsenek klasszikus virágos utcák vagy díszterek, de példaértékű lépéseket tesznek az élhetőbb környezet megteremtéséért, innovatív, a fenntarthatóságot szolgáló környezetvédelmi megoldásokat alkalmaznak. A szervezőbizottság idén is öt települési kategóriában hirdette meg a versenyt: a kisebb és a nagyobb falvak, a 30 ezer fő alatti és az afeletti városok, valamint Budapest kerületei külön kategóriában pályázhatnak. A megmérettetéshez idén is csatlakozhatnak határon túli magyarajkú települések. A fő kategóriák mellett tematikus pályázatokat is be lehet nyújtani. Elismerést kaphat egyebek között az Év főtere, az Év fasora, az Év óvodakertje és az Év zöld innovációja, emellett ismét lehet nevezni a Virágos városi és faluséták kategóriában.
-
Zöldinfó2 nap telt el a létrehozás ótaMinden csepp számít: így tarthatjuk meg az esővizet a saját kertünkben
-
Zöldinfó2 nap telt el a létrehozás ótaRendkívüli lépés az üzemanyagpiacon: stratégiai készleteket mozgósítanak
-
Zöld Közlekedés3 nap telt el a létrehozás ótaA debreceni CATL-gyár már az elektromos autók következő generációjára készül
-
Zöldinfó2 nap telt el a létrehozás óta2040-re az áramtermelés 30 százalékát atomenergiából fedezné Horvátország
-
Zöld Energia4 nap telt el a létrehozás ótaEgy jól megválasztott hőszivattyú évekre optimalizálhatja otthona energiafogyasztását
