Tartósabb, hatékonyabb és sokkal olcsóbb napelemek jönnek
Az utóbbi napokban két olyan korszakalkotó eredmény is érkezett, ami gyökeresen megváltoztathatja a napelemek piacát. A teljesítmény és a tartósság növelésével nagyot eshetnek a panelek árai a közeljövőben.
Egy héten belül két tudományos műhely is fontos eredményt közölt a napelemek fejlesztése kapcsán. Az egyik csapat jelentősen feljavította a perovszkit kristályos napelemek hatékonyságát, míg a másik elérte, hogy ezek a fenntarthatóbb szerkezetek versenyben maradjanak a tartósságuk miatt jelenleg sokkal elterjedtebb szilícium alapú panelek mellett.
A brit Oxfordi Egyetem spin-off vállalata, az Oxford PV bejelentette, hogy világrekordot jelentő, 25 százalékos hatékonyságú napelemet készített. A technológia egy vékony perovszkitréteget és egy szintetikus napenergia-átalakító anyagot kombinál hagyományos szilícium napelemekkel, és így kb. 20 százalékkal több villamos energiát lehet vele termelni, mint a csak szilícium cellás panelekkel. A legújabb fejlesztésű napelemet a német Fraunhofer Intézettel együttműködve állították elő és optimalizálták, létrehozva egy olyan szilícium-perovszkit tandem napelemet, ami csupán 1,68 m2 alapterületen 421 W teljesítményt képes nyújtani. Ez az Oxford PV állítása szerint elért, 25 százalékos hatásfok a világ „leghatékonyabb ipari formátumú perovszkit-szilícium-tandem napelemévé” teszi az új modult.
A perovszkit-szilícium tandem napelemek elméleti maximális hatásfoka meghaladja a 43 százalékot, szemben a szilícium napelemek maximum 30 százalék körüli hatásfokával. Bár az új rekord mindössze egy százalékos növekedés a ma kereskedelmi forgalomban kapható legjobb, 24 százalékos elemhez képest, a gyorsan bővülő napenergia-iparra vetítve óriási hatása lehet. Főleg, ha a jövőben kombinálják egy új, amerikai eredménnyel.
A Michigani Egyetem szintén nemrég osztott meg paradigmaváltó jelentőségű eredményt. A Cell folyóiratban közölt tanulmányuk alapján arra jöttek rá, hogy a teljesítmény szempontjából ígéretesebb és környezetbarátabb perovszkit kristályos napelemek miképpen maradhatnának versenyben a jóval tartósabb szilícium alapú modulok mellett. Bár a perovszkittól tényleg számottevően hatékonyabb napenergiatermelést lehet remélni, a belőle készült panelek jelenleg a kelleténél hamarabb tönkremennek. Az élettartamuk növelése kritikus kérdés, mind a versenyképességük, mind pedig a jövőbeli áruk szempontjából, így az amerikaik felfedezése komoly jelentőséggel bír.
A michigani tudósok arra jutottak, hogy a kristályokhoz adott bizonyos molekulák akár jelentősen megnövelik a perovszkit bevonatok stabilitását, és kiküszöbölik a magas hőmérsékletből eredő meghibásodást. A modulokban sikerült jobb kölcsönhatásokat előidézni, így az új megoldás „egyidejűleg javítja a szemcseméretet és a hibapassziválást, ezáltal a perovszkitok általános optoelektronikai tulajdonságait és termikus stabilitását” – írták a kutatók, akik úgy számolnak, hogy a jelentős élettartam-növekedés önmagában 25–75 százalékos áresést idézhet elő az újgenerációs perovszkit napelemek piacán.
Gábor János
Főoldali kép: Fraunhofer Intézet
