Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Szuperhatékony napelemet fejlesztenek magyar kutatók

Egy új anyagcsoport használatával a jelenlegi hatásfok megduplázása is reális lehet.

Létrehozva:

|

A BME Fizikai Intézetének munkatársai új típusú napelem-alapanyagokkal végzett kutatásukról publikáltak az Advanced Energy & Sustainability Research folyóiratban. A Semilab Zrt.-vel együttműködve vizsgálták a perovszkitalapú anyagokat, melyekből a várakozások szerint a hagyományos, szilíciumalapú napelemeknél jobb hatásfokú fotovoltaikus eszközöket lehet gyártani. Ezen a területen azonban egyelőre vannak nyitott kérdések, például a töltéshordozók élettartama. Erről kérdeztük Simon Ferencet, a Természettudományi Kar egyetemi tanárát. Mindenekelőtt annak tisztázására kértük, hogy mi az a perovszkit, és miért lehet jobb, mint a szilícium.

„A perovszkit egy anyagcsalád, amelyben több összetevő van együttesen jelen. Az általunk vizsgált anyagok összetétele CsPbBr₃, melyek legnagyobb problémája az ólom (Pb) jelenléte, hiszen az mérgező. Nagy feladvány, hogy ebben az egyébként ígéretes anyagcsaládban hogyan tudnánk az ólmot más anyaggal helyettesíteni, illetve megbizonyosodni arról, hogy ezen napelemek az élettartamuk végén nem szennyezik a környezetet” – mondta Simon Ferenc.

De akkor miért éri meg mégis a perovszkittal bajlódni? Nos, azért, mert a perovszkitalapú napelemek hatásfoka már most versenyképes a hagyományos, szilíciumalapú napelemekével. A szakértők pedig arra számítanak, hogy a két anyagot kombináló, úgynevezett tandem-napelemcellák lesznek igazán hatékonyak.

A jelenleg kapható napelemek hatásfoka 15-20 százalék, a tandemekkel ez remélhetőleg megduplázódhat vagy akár 50 százalékig is felmehet.

Advertisement

„Gondoljuk csak el, nem mindegy, hogy a házamra telepített 10 négyzetméternyi napelem, négyzetméterenként 1 kW bejövő fényteljesítménnyel számolva, 2 kW vagy 5 kW teljesítményt tud leadni” – magyarázta Simon Ferenc.

Hogy az új technológia mikor jelenhet meg a gyakorlatban, az egyelőre „a jóslás kategóriája”, de az általános ipari várakozás szerint a 2030-as évek közepére már a perovszkit-szilícium tandem-napelemcellák elérhetők lesznek a kereskedelemben. Hanem addig még a végére kell járni néhány fontos dolognak, az egyik ilyen az említett töltésélettartam kérdése. A félvezetőkben fény hatására töltéshordozók, elektron-lyuk párok jönnek létre. Ezek mozognak egy tipikus napelemben a megfelelő polaritású elektródák felé. Megtörténhet azonban, hogy a létrejött elektron-lyuk pár nem tud eljutni az elektródához (ezáltal energiát termelve), hanem újra összeáll, ami a napelem működése szempontjából nem jó.

„Ahhoz, hogy egy napelem nagy hatásfokkal működjön, minél nagyobb töltéshordozó-élettartamra van szükség. Az új típusú perovszkitokban az eddig megfigyelt élettartamok 100 mikroszekundumnál nem voltak hosszabbak, mi a kutatásunkban 1 milliszekundumnál hosszabb élettartamokat figyeltünk meg” – számolt be a professzor.

Szélsőséges hőmérsékletek

Ezt az ugrást egy saját fejlesztésű összeállítással sikerült megfigyelni, a munkában a Semilab Zrt. munkatársai is részt vettek egy Kooperatív Doktori Program keretében. A berendezés egy rövid lézerimpulzust küld a mintára, ezután tanulmányozzák annak megváltozott töltésállapotát. A minta a mérés közben változtatható hőmérsékleten (kriosztátban) van, a hőmérsékletét 10 és 500 Kelvin (-263 és 227 Celsius fok) között lehet állítani.

Advertisement

„Persze senki sem akarja a napelemeket az abszolút 0 fok közelében használni, de a tudományos kutatás lényege, hogy az anyagokat különleges körülmények között vizsgáljuk, ezáltal a viselkedés fizikai leírását kapjuk meg. Így meg tudjuk mondani, hogyan kell az anyagokat módosítani, hogy előnyösebb tulajdonságaik legyenek” – mondta Simon Ferenc.

Az alapkutatás folytatódik: az elmúlt néhány hónapban átépítették a berendezést, hogy érzékenyebb és jobban vezérelt legyen.

„A munka oroszlánrészét végző doktorandusz, Bojtor András, épp a doktori fokozatának megvédésére készül. De bízom benne, hogy új fiatalokkal folytatódhat a munka, és további perovszkit-anyagmódosulatokat lesz lehetőségünk vizsgálni” – tette hozzá.

A kutatást végző csapat tagjai: Bojtor András, Krisztián Dávid, Korsós Ferenc, Kollarics Sándor, Paráda Gábor, Thomas Pinel, Kollár Márton, Horváth Endre, Xavier Mettan, Hidetsugu Shiozawa, Márkus G. Bence, Forró László, Simon Ferenc.

Advertisement

Forrás: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Advertisement

Zöld Energia

Kevesebb jut a napelemes korszerűsítésre? Az Alkotmánybíróság dönt a vitatott milliókról

Alkotmánybírósági felülvizsgálatot kezdeményez a Fidesz az Otthoni Energiatároló Program támogatásának utólagos csökkentése miatt, miközben a minisztérium szerint így több család juthat forráshoz.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

A Fidesz és a KDNP az Alkotmánybírósághoz fordul az Otthoni Energiatároló Program feltételeinek utólagos módosítása miatt. A pártszövetség szerint elfogadhatatlan, hogy a már megítélt támogatás maximális összegét 2,5 millió forintról 1,8 millió forintra csökkentették, míg a Gazdasági és Energetikai Minisztérium (GEM) azzal indokolja a változtatást, hogy az energiatárolók árának csökkenése miatt a rendelkezésre álló keretből több háztartás részesülhet támogatásban. A Fidesz-frakció csütörtökön, az MTI-hez eljuttatott közleményében jelentette be, hogy utólagos normakontrollra irányuló indítványt nyújt be az Alkotmánybírósághoz. A párt álláspontja szerint a pályázati feltételek egyoldalú megváltoztatása több ezer családot érint hátrányosan, amelyek már korábban megkapták a 2,5 millió forintos támogatásról szóló értesítést. A közlemény szerint a jelentkezési határidő lejárta után mintegy fél évvel csökkentették a maximálisan igénybe vehető összeget. A Fidesz és a KDNP úgy véli, hogy a döntés következtében az érintett családok akár 700 ezer forinttal kevesebb támogatáshoz juthatnak napelemes rendszerük korszerűsítéséhez és energiatároló telepítéséhez, írja az alternativenergia.hu.

A pártszövetség felszólította a kormányt, hogy a már megítélt támogatások csökkentése helyett inkább a program teljes keretösszegét növelje, ezzel lehetővé téve, hogy minél több háztartás telepíthessen energiatárolót, és mérsékelhesse a rezsiköltségeit.

Az energiatárolók árcsökkenésével indokolja a módosítást a minisztérium

A Gazdasági és Energetikai Minisztérium szeptember 28-án közölte, hogy felülvizsgálta a 2026 elején elindított Otthoni Energiatároló Programot, és annak módosításáról döntött. A tárca indoklása szerint a változtatás során figyelembe vették, hogy az energiatárolók ára jelentősen csökkent a program meghirdetése előtt elvégzett piaci felmérés óta. A minisztérium szerint az árcsökkenés lehetőséget teremt arra, hogy a rendelkezésre álló forrásokból több pályázót támogassanak. A módosítások nyomán a várakozások szerint összesen mintegy 57 ezer nyertes részesülhet támogatásban, és a kedvezményezettek akár a korábban tervezettnél jobb minőségű, nagyobb kapacitású energiatároló berendezéseket is beszerezhetnek.

A GEM közleménye felidézte, hogy az Otthoni Energiatároló Programot az előző kormány hirdette meg 2026 elején, összesen 105 milliárd forintos keretösszeggel. A tájékoztatás szerint az eredeti konstrukcióban 42 ezer nyertes értesítését az országgyűlési választás előtti napokra időzítették. A program célja, hogy a háztartások energiatárolók telepítésével hatékonyabban használhassák fel a napelemes rendszereik által megtermelt villamos energiát. Az akkumulátoros tárolás lehetővé teszi, hogy a napközben előállított, de azonnal fel nem használt energiát később, például az esti órákban fogyasszák el.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák