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

Tanári példamutatás a fenntarthatóságért: kihirdették a 2025-ös zöld díjazottakat

Óriási sikerrel zárult a pedagógusok számára kiírt környezetvédelmi pályázat – közölte a Fiatal Családosok Klubja (Ficsak).

Létrehozva:

|

Szerző:

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

Azt írták: a Ficsak a Zöld Követ Egyesület szakmai támogatásával a közoktatásban, köznevelésben dolgozó tanítók, tanárok, óvodapedagógusok, egyéb munkatársak fenntarthatóságért tett munkájának elismerése céljából indította a felhívást – írja az alternativenergia.hu. “A jövő zöld generációjáért díj 2025” odaítélésével azoknak a környezetvédelem iránt elkötelezett pedagógusoknak kívántak elismerést nyújtani, akik különösen aktívak a fenntartható fejlődést szolgáló nevelés-oktatás területén. Akik munkájukkal, életszemléletükkel a diákjaik számára a társadalmi, ökológiai és gazdasági fenntarthatóság fontosságát közvetítik és ezáltal környezetvédelmi cselekvésre inspirálják a fiatalokat – fűzték hozzá. A tájékoztatás szerint összesen 160 pedagógus nyújtotta be határidőig a pályázatát, amelyet egy öttagú zsűri bírált el. A zsűritagok egyike Király Nóra, a Ficsak és a Zöld Követ Egyesület alapítója volt, aki évek óta szívügyének tekinti a környezetvédelmet – jelezték. “Ha a pedagógusok példát mutatnak, az egész társadalom zöldebb jövő felé indulhat” – idézik a közleményben Király Nóra szavait.

Az első helyezett Bódiszné Hajnal Alíz, a Sárospataki Református Kollégium Gimnáziuma pedagógusa, a második helyezett Rákosi-Szabó József Patrik, az Alsójászsági Általános Iskola Gerevich Aladár Általános Iskolai Tagintézménye pedagógusa és a harmadik helyezett pedig Dancza János, a Szolnoki SZC Kreatív Technikum és Szakképző Iskola pedagógusa lett – ismertette a Ficsak. Hozzátették: a szervezők tervezik a folytatást, tekintettel arra, hogy “a most formálódó jövő generációjának várhatóan olyan környezeti körülményekhez kell majd alkalmazkodniuk és olyan környezeti problémákra kell majd válaszolniuk, amelyekhez az alapismereteket ma és itt szükséges megszerezniük, a pedagógusok szerepe a fenntarthatósági törekvések megvalósításában kulcsfontosságú.”

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák