A napelemek következő generációjának gyártásához egy úgynevezett perovszkit nevű bevonatot használnak. Az új modellek akár kétszer olyan hatékonyak lehetnek, mint a régiek, és elég rugalmasak ahhoz, hogy egész épületeket bevonjanak velük – idézte a CNN Business cikkét az IoT Zóna.
Az első hétköznapi, elektromos berendezések táplálására is alkalmas napelemet az 1950-es években a New Jersey-i Bell Labs munkatársai hozták létre. Akkoriban a szilikonalapú panelek rendkívül drágák voltak, és a napfény mindössze 6 százalékát voltak képesek villamos energiává alakítani.
Azóta a költségek jelentős mértékben csökkentek, és a jelenlegi napelemek a napfény akár 22 százalékát is energiává alakíthatják, azonban az is igaz, hogy mára szinte teljesen elérték teljesítőképességük határát. A perovszkit alkalmazása viszont ugrásszerűen megnövelheti a teljesítményt, és hosszú távon teljes mértékben kiszoríthatja a korábbi anyagot.
Az Oxfordi Egyetemből kinőtt Oxford Photovoltaics 2018-ban hatalmas áttörést ért el. A szilikon perovszkittal való bevonásával 28 százalékos hatékonyságjavulást mértek. A vállalat úgy véli, hogy hosszú távon 40%-os vagy akár ennél is nagyobb mértékű javulás is lehetséges.
Tintasugaras technológiával nyomtatott új típusú napelem
A napelemek hatékonyságának a növekedése lehetővé teszi a létesítmények számára, hogy kevesebb panellel több energiára tegyenek szert. Ennek köszönhetően nemcsak a költségeik fognak csökkenni, hanem a működésükhöz szükséges földterület, munkaerő és a berendezések mennyisége is.
„Ha az a célunk, hogy minden új energiaforrás napelem legyen, akkor elengedhetetlen, hogy folyamatosan csökkentsük az árát. Ennek egyik módja pedig az, hogy egyre növeljük a modul hatékonyságát vagy teljesítményét, és itt jön a képbe a perovszkit” – mondta az amerikai hírportálnak Henry Snaith, az Oxfordi Egyetem fizikus professzora és az Oxford PV társalapítója.
A napenergiában rejlő lehetőségek
A perovszkit elemet 1839-ben fedezték fel. Az Oxford PV a földkéregben bőségesen megtalálható, alacsony költségű anyagokból előállított szintetikus verziót használja, míg más cégek az eredeti anyag különböző változatait alkalmazzák, ezeket együttesen perovszkitnak hívják.
Az eddigi eredmények alapján az újítás nemcsak a napelemek hatékonyságán javít, hanem árnyékban, felhős napokon vagy akár beltérben is jobban működik a szilíciumkristályos technológiánál. Az újabb anyagot akár erre a célra fejlesztett tintasugaras technológiával is ki lehet nyomtatni, és olyan vékony, mint a tapéta. Az Oxford PV azt reméli, hogy a perovszkit kristály végül teljesen kiváltja majd az eddigi megoldásokat.
A technológia fejlődésével a perovszkitot rugalmas tekercsekre lehet nyomtatni, amelyekkel akár az épületek is bevonhatók
„Az ígéretek szerint az elkövetkező évtizedekben a kizárólag perovszkit bevonattal rendelkező napelemek még nagyobb hatékonyságot nyújthatnak, továbbá csökkenthetik a napelemek súlyát és szállítási költségeit” – hangsúlyozta Varun Sivaram energetikai szakértő, a „Napenergia megszelídítése: a napenergia és a bolygó energiájának hasznosítása” című tanulmány szerzője, aki Oxfordban Henry Snaith kutatóval is együtt dolgozott.
A szakember úgy véli, hogy a technológia fejlődése előbb-utóbb lehetővé teszi majd azt is, hogy az új bevonatot rugalmas felületekre vigyék fel spray-vel vagy görgetéssel. A félig átlátszó napelemekkel pedig akár egész épületeket is be lehet vonni.
A kutatóintézet tervei szerint a jövő év elején megkezdik a szilikon perovszkitből készült celláinak gyártását egy új gyárban, a németországi Brandenburgban. Becsléseik alapján a cellákból készült panelek akár 1000 dollárt is megtakaríthatnak az ingatlantulajdonosok számára egy átlagos napelemrendszer megvásárlásakor és telepítésekor.
Ezzel a fejlesztési területtel foglalkozik a varsói székhelyű Saule Technologies is. A cég számára a Columbus Energy lengyel fotovoltaikus társaság 10 millió euró értékű finanszírozást biztosított.
A Saule Technologies csapata a rendkívül rugalmas anyaggal
Szeptemberben a Saule Technologies új varsói gyára megkezdte a perovszkitot használó napelemek nyomtatását a tintasugaras technológiával. Jövő év elejétől pedig már a Skanska Group számára is gyártanak. A svéd cégcsoport azt tűzte ki célul, hogy az első olyan ingatlanfejlesztő vállalat legyen, amely kereskedelmi nagyságrendben alkalmazza az épületekre felszerelhető, nyomtatható napelemeket.
„Mindez forradalmi változásokat fog hozni az energiaszektorban, hiszen bármilyen fényviszonyok között képes működni. Rugalmassá alakítható, fantasztikus anyag. Az építészeket le fogja nyűgözni” – vetítette előre Olga Malinkiewicz, a Saule Technologies társalapítója.
A cikk megjelenését a Vodafone Business támogatta.
