Zöldinfó

Magyar kutatóknak köszönhetően lesznek még hatékonyabbak a napelemek

Létrehozva:

4 év telt el a létrehozás óta

2022-08-18

Szerző:

Hell

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

A Balaton is érintett: egyre sürgetőbb a tavak védelme

A tavak védelmében ma kell cselekedni a jövő érdekében.

Létrehozva:

10 óra telt el a létrehozás óta

2026-09-11

Szerző:

Vanessza

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

A tavak világnapjának legfontosabb üzente, hogy ma kell cselekedni a jövő érdekében – mondta az Országgyűlés elnöke a világnap alkalmából rendezett szakmai konferencián Balatonfüreden – olvasható az alternativenergia.hu. Forsthoffer Ágnes felhívta a figyelmet az Európai Bizottság környezetvédelemért, vízminőségért és versenyképes körforgásos gazdaságért felelős biztosa, Jessika Roswall részvételére a balatoni rendezvényen, hangsúlyozva: ennek üzenete, hogy a tavak problémái, a klímaváltozás, az aszályok, a szélsőséges időjárás, a vízszintváltozás, a szennyezések, a biodiverzitás csökkenése közös európai kihívás. Ezekre közösen, európai és nemzetközi szinten, egymással együttműködve lehet csak válaszolni – tette hozzá. A házelnök a Balatoni Integrációs és Fejlesztési Ügynökség rendezvényén kitért arra is, egy ország hozzáállását megmutatja, milyen szinten foglalkozik a környezetvédelemmel. Megjegyezte, büszke arra, hogy május óta önálló minisztérium felelős az élő környezetért.

Rámutatott, hogy az unió tavakat is érintő stratégiája fontos irányt jelöl ki a vízi ökoszisztémák védelmében, a víz hatékonyabb használatában és a fenntartható vízgazdálkodásba történő beruházásoknál. Hangsúlyozta: a Balaton egyszerre ökoszisztéma, ivóvízbázis, gazdasági erőforrás, turisztikai célpont, élőhely és közösségi tér. “Ezért is nagy szorongással tölt el bennünket, amikor azt látjuk, hogy a tó esetleg nincs jól, amikor azzal szembesülünk, hogy a víz mennyire érzékeny rendszer” – fogalmazott. Forsthoffer Ágnes hangsúlyozta, nem akkor kell foglalkozni a tóval, amikor megtörtént a baj, védelme mindennapos feladat a költségvetésben, a környezetvédelmi intézkedésekben, a településvédelmi döntésekben.

Rámutatott arra is, hogy komoly kihívás ezekhez kellő forrást rendelni, és olyan hosszútávú döntéseket hozni, amelyek ma kerülnek pénzbe, de a gyerekeink jövőjét biztosítják. “Ebben szükségünk van az európai unióra, a nemzeti kormányunkra, az önkormányzatokra, a tudományra, a gazdasági szereplőkre, a civil szervezetekre, tehát mindannyiunk együttműködésére” – fogalmazott az Országgyűlés elnöke. A konferencián bemutatták Kazuhiko Takemoto, a Nemzetközi Tóvédelmi Bizottság (ILEC) elnökének videóüzenetét is. A japán vezető kifejtette, hogy a tavak egyre összetettebb és egymással szorosan összefüggő kihívásokkal néznek szembe.

Ebben a helyzetben a tudósok, döntéshozók, szakemberek és civil társadalmi szervezetek számára globális fórumot biztosító tavak világnapja is hozzájárulhat ahhoz, hogy világszerte nagyobb figyelmet kapjon a fenntartható tógazdálkodás, és erősödjenek a kihívások kezelésére irányuló nemzetközi erőfeszítések – fogalmazott. A világ egyik legfontosabb tavának nevezte a Balatont, amelynek tudományos kutatása és fenntartó kezelését célzó gyakorlati intézkedései hosszú múltra tekintenek vissza.

Jessika Roswall kiemelte: a tavak az egyik legfontosabb erőforrásnak számítanak a Földön. Az unióban eközben minden tíz tó közül csak négynek megfelelő az ökológiai állapota, az utóbbiak közé sorolta a Balatont is. A tavak állapotában a nem fenntartható vízgazdálkodás okozza a problémát, és az, hogy végtelen erőforrásnak tekintik ezeket a vizeket – mondta. Az aszályokra is tekintettel különösen sürgősnek nevezte a tavak megvédését, amit szolgál az Európai Vízreziliencia Stratégia is – hangsúlyozta. Ismertetése szerint az unió fontos célja a vízkörforgás helyreállítása, amihez intézkedéseket dolgoztak ki. Első lépésnek a hatékony vízfelhasználás elérését nevezte, amelynek részeként 2030-ig 10 százalékkal kell csökkenteni a vízfelhasználást. Mint mondta, fontos az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás is, ezért a tagálamokkal aszálykezelési terveket dolgoznak ki.

Második lépésnek nevezte a vízinfrastruktúrák javítását. Az Európai Befektetési Bank 2027 végén 15 milliárd eurót kíván biztosítani ezekre a célokra, a vízreziliencia projektekre pedig a bizottság nyújt további 3 milliárd eurós forrást – ismertette. A harmadik lépés a digitális eszközök használatának ösztönzése a kutatásban, innovációkban – tette hozzá. Megszülettek a megfelelő jogszabályok, de kellő elszántság kell a vizek ellenállóképességének javításához. Magyarország számára ez azért is fontos, mert vízkészletének 97 százaléka külföldről érkezik – jegyezte meg. Végül szót ejtett arról is, hogy egyre nagyobb a figyelem és a tudatosság a vizek védelmének ügyében, amelynek fontos állomása lesz az ENSZ decemberi konferenciája Abu Dhabiban.

Tovább olvasom