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

Tavaszra indulhat a sorozatgyártás a CATL debreceni akkumulátorgyárában

A jövő év március-áprilisában kezdik a sorozatgyártást a CATL debreceni akkumulátorgyárában.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

Jövőre, az engedélyektől függően várhatóan márciusban vagy áprilisban megkezdődik a sorozatgyártás a CATL debreceni akkumulátorgyárában – közölte a cég európai működésért felelős ügyvezető igazgatója Debrecenben. Matt Shen azt mondta, 2024-től elindult a modul összeszerelés Debrecenben, eddig már harmincezer elektromos autót ellátó modult gyártottak a helyi üzemükben. Célegyenesbe jutott a cellagyártás: folyamatosan zajlik a gyártósorok beszerelése, hogy mielőbb elkezdhessék a sorozatgyártást. Ennek érdekében a jelenlegi ezer fős dolgozói létszámot a jövő év első negyedében ezerötszázra növelik – írja az alternativenergia.hu. Matt Shen kitért arra is, hogy Európában egyre népszerűbbé válnak az elektromos autók: a kontinensen értékesített járművek 26 százaléka elektromos, ez az arány 29 százalék lehet az év végére. A 15 éve alapított kínai CATL globális piacvezetővé vált, kétszáz autógyártó van a partnereik között, a piaci részesedésük 37,9 százalék – ecsetelte.

Hozzátette: elkészült az európai piacra tervezett akkumulátoruk, amellyel egy töltéssel több mint 750 kilométert tehetnek meg az autók, és extrém hidegben is rövid a töltési idejük. Európában Németországban már működik a gyáruk, hamarosan indul a debreceni sorozatagyártás, és “fejlesztés alatt van” a harmadik gyáregységük Spanyolországban. Szilágyi Balázs közügyekért felelős vezető a sajtótájékoztatón jelezte: az idén harmadik változatban nyújtották be a debreceni gyár környezetvédelmi engedélyét. Ebben a korábbihoz képest 43 százalékkal csökkentették a kibocsátott anyagok teljes mennyiségét, harmadával csökkentették az ivóvízfelhasználás mennyiségét a gyártáshoz, és ugyancsak harmadával csökkentették a gyártás fajlagos energiaigényét – sorolta.

A szürkevíz felhasználásról elmondta: a tavasz folyamán készül el a telepük vezetékes csatlakozása a helyi vízművel. Addig felszíni vizet – a Tisza vizét, illetve esővizet – használnak, utána pedig a felszíni víz és a tisztított szennyvíz meghatározott arányú keverékét, a szürkevizet használják a gyártáshoz. Kérdésre válaszolva kiért a veszélyesnek tekintett N-metil-pirrolidon (NMP) mesterséges szerves vegyületre, amit oldószerként használnak az akkumulátorgyártásban. Azt mondta, az NMP határértékét jelentősen csökkentették, köbméterenként egy milligrammra. Kitta Alexandra toborzási vezető jelezte: folyamatosan toborozzák az új munkaerőt, a jelenleg foglalkozatott ezer fő kétharmada helyi munkavállaló, egyharmada külföldi. Az a céljuk, hogy minél több helyi munkaerőt alkalmazzanak, a dolgozók 80 százaléka fizikai, 20 százaléka szellemi dolgozó – tette hozzá megjegyezve, hogy stratégiai együttműködési megállapodásuk van a Debreceni Szakképzési Centrummal és a Debreceni Egyetemmel, de kiveszik a részüket a város kulturális életéből is.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák