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
Kritikus a helyzet a földeken: a kukorica és a napraforgó is megsínyli az aszályt
Az Alföld egyes részein fokozódik a szárazság.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
A következő napokban a Dunántúlon és északkeleten várható több eső, az Alföld egyes részein azonban tovább fokozódik a szárazság – írta a HungaroMet Zrt. agrometeorológiai elemzésében. Azt írták, az elmúlt egy hétben majdnem minden nap előfordultak záporok, zivatarok, de az ország területének több mint felén, elsősorban a Dunától keletre 2 milliméter sem esett – olvasható az alternativenergia.hu oldalon. Az elmúlt 30 napban foltokban 50-70 milliméter eső esett, de még ez is kevesebb a sokéves átlagnál, helyenként azonban 5 millimétert sem mértek. Az elmúlt napok esői, záporai átnedvesítették a talaj felső 10, néhol 30 centiméteres rétegét, de az ország túlnyomó részén nem vagy csak alig esett, így a teljes felső egy méteres réteg rendkívül száraz. Az Alföldön 140-170 milliméter, a Dunántúlon a délnyugati tájak kivételével 110-150 milliméter nedvesség hiányzik a telítettséghez. A hőmérséklet a Dunántúlon 3-4 Celsius-fokkal, keleten 1-2 fokkal alakult magasabban az ilyenkor szokásosnál. A napi középhőmérséklet hétfőig 20-25 fok között alakult, majd már nagy területen meghaladta a 25 fokot.
A kalászosok az idén a száraz, meleg időjárás hatására a szokásosnál hamarabb beértek, így az aratás is hamarabb elkezdődött, az ország nagy részén már be is fejeződött. A termésátlagok meglehetősen alacsonyak. A napraforgó virágzik, de többfelé látni már a virágzás végén járó táblákat, zöld tömege a műholdas mérések szerint nagyon alacsony, még a 2022-es évinél is kevesebb. A kukorica is virágzik, vannak az országban olyan területek, ahol szépek az állományok, de a legtöbb helyen az öntözetlen táblák nagyon gyengék. Jelenleg az ország túlnyomó részén közepes vagy nagyfokú mezőgazdasági aszály van, csak a délnyugati országrészben és kisebb körzetekben északkeleten van optimális mennyiségű nedvesség a talajban. Jelentős, országos csapadékra lenne szükség, hogy a károk csökkenjenek.
Az előrejelzés szerint változékonnyá válik az időjárás, szombat délelőttig többfelé lehet záporokra, zivatarokra számítani, amelyeket jégeső és viharos széllökések kísérhetnek. Vasárnap estétől nyugat felől újabb hidegfront érkezik, amiből ismét többfelé várhatók esők, záporok, zivatarok. Összességében a Dunántúlon valószínű nagyobb mennyiségű csapadék, ott többfelé mérséklődik, míg az ország keleti felén jellemzően tovább fokozódik az aszály. A hőmérséklet pénteken tovább emelkedik, az Alföldön 35-36 fokos csúcsértékek lesznek jellemzők, majd szombattól fokozatosan mérséklődik a meleg.
-
Zöld Közlekedés1 hét telt el a létrehozás ótaSürgős vasúti járműcserére van szükség Magyarországon
-
Zöldinfó7 nap telt el a létrehozás ótaHőségriadó után újabb hőhullám közeleg: az EU szerint fel kell készülni a szélsőségekre
-
Zöld Közlekedés1 hét telt el a létrehozás ótaA vasúti járműgyártás lehet a magyar ipar egyik új növekedési motorja
-
Zöldinfó5 nap telt el a létrehozás ótaA tengervíz már visszaáramlik a Pó medrébe, veszélyben a mezőgazdaság
-
Zöld Közlekedés2 nap telt el a létrehozás óta2027-től minden autósnak digitális matrica kell Belgiumban
