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

Magyarország az ETS2 halasztását sürgeti: túl nagy teher lenne a lakosságnak

Magyarország nem támogatja az Európai Unió új, az épületeket és a közúti közlekedést érintő kibocsátáskereskedelmi rendszerének (ETS2) bevezetését.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

Raisz Anikó az uniós tagállamok környezetvédelemért felelős minisztereinek ülését megelőzően újságíróknak nyilatkozva közölte, az ETS2 esetében a magyar álláspont a kezdetektől fogva tiszta és világos: “mi úgy gondoljuk, hogy az ETS2 a magyar állampolgárok, de a többi európai uniós tagállam állampolgárai számára is egy olyan gondot, egy olyan mindennapi, kézzelfogható anyagi terhet jelentene, amit nem engedhetünk meg, különösen nem a mostani időkben”. “Úgy gondoljuk, hogy az ETS2 nem alkalmas eszköz a klímasemlegesség eléréséhez. Az egész rossz, nincs jól megtervezve. Nem fogja meghozni a remélt eredményeket” – fogalmazott az államtitkár, majd hozzátette: ezért “az a minimum”, hogy az épületek és a közúti közlekedés üzemanyag-felhasználásából származó szén-dioxid-kibocsátásra kiterjedő ETS2 rendszer bevezetését az EU 2030-ig elhalasztja – ismertette az alternativenergia.hu.

Raisz Anikó elmondta, hogy a 2005-ben bevezetett, az iparban keletkező üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentését és a klímaváltozás megfékezését célzó uniós kibocsátás-kereskedelmi rendszer (ETS1) reformjára szükség van, de annak figyelembe kell vennie az európai, benne a magyar ipar problémáit, és nem szabad még nagyobb terhet helyeznie a gazdasági szereplőkre. Kijelentette: figyelembe kell venni a magyar ipar, illetőleg az európai ipar versenyképességi problémáit, és szembe kell nézni azzal, hogy az ETS1 mennyiben felelős azokért. Olyan módosításokat érdemes majd a harmadik negyedévben végrehajtani, amelyek valóban segítenek ezeken a problémákon, nem pedig növelik azok kockázatait – mondta. Közölte továbbá, az ipari energiaárak 20 százalékért az ETS rendszer felelős, ami – szavai szerint – olyan kérdés, amivel foglalkozni kell, különösen az energiaigényes ágazatok esetében.

A kibocsátásokat illetően az államtitkár értékelte, hogy az Európai Bizottság is észrevette a szabályi változások szükségességét, azonban kiemelte: Magyarország szerint a tervezett változtatások nem elegendőek. Több módosításra van szükség, különösen a technológiai semlegesség és a rugalmasság tekintetében intenzívebb és alkalmasabb eszközöket kell találni. Az Európában beruházni kívánóknak biztonságot az EU azzal tudna biztosítani, ha olyan szabályrendszert hozna létre, amely hosszú távon működőképes, amit nem kell 4-5 évente módosítani és igazodna a realitásokhoz – hívta fel a figyelmet. A nukleáris energia felhasználásával kapcsolatban feltett kérdésre válaszolva az államtitkár közölte:

Advertisement

Magyarország álláspontja szerint jelen pillanatban nem létezik olyan megoldás, mely nukleáris energia nélkül a tiszta megújuló energiaforrásokból fenn tudná tartani az európai gazdaságot és társadalmat. “Nem létezik jelenleg ilyen megoldás, ezért Magyarország továbbra is úgy látja, hogy a magyar döntés helyes volt: a Paksi Atomerőmű nélkül igen nagy problémákkal szembesülnénk” – tette hozzá nyilatkozatában az Energiaügyi Minisztérium környezetügyért felelős államtitkára.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák