Kicseréltek valamit a napelemekben, brutális javulás jöhet a hatékonyságban

A napelemek rohamos ütemben fejlődnek: egymás után jönnek az újabb és újabb áttörések, amelyek egyre hatékonyabbá teszik a zöldenergia egyik legfontosabb forrását.

A spanyol Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) kutatói most egy olyan új módszert fedeztek fel a napelemtervezés folyamatában, amely szintén nagymértékben növelheti az egységek energiahatékonyságát. Ez a hőveszteség helyett a Boltzmann-veszteséget igyekszik mérsékelni, amely a napelemek által kibocsátott fény miatt elveszített energiát takarja.

A napelemek hatékonysági plafonjának jelenleg a 33,16 százalékos elméleti határértéket tekintik a szakemberek, ám az ICFO módszerével akár a 43 százalék is elérhető lehet – emeli ki az Engadget.

A napelemek egy félvezető anyagot – főleg szilíciumot – tartalmaznak. Ezek a napfény hatására elektronokat bocsátanak ki, így keletkezik az elektromos energia. A napenergia egy része azonban hővé alakul, vagy fény formájában sugározza vissza a panel. A tudósok már megannyi módszerrel próbálkoztak, hogy leküzdjék ezeket a gondkat, például a félvezető leváltásával, de a fényvisszaverődést érintő probléma nagyobb falat.

Az ICFO tudósai az Energy & Environmental Science című folyóiratban megjelent tanulmányukban egy olyan megoldást vázolnak, amelyben nem szilícium adja a napelem lelkét, hanem egy szerves anyag.

Így lesz egy problémából lehetőség: a napelemek és a növénytermesztés randevúja

Win-win szituációt teremthetnek napelemes mezőgazdasági rendszerek. Egy fenntarthatósági trendről van szó, amely az agrikultúra és a megújuló energia találkozásából született. Van, ahol már a rendkívüli hőség ellen nyújt védelmet, és miközben csökken a növényeket érő hőstressz, áramból is több lesz.

Így, hogy indium-ón-oxid helyett egy vékony ezüst elektródát használtak, egy optikai üreget hoztak létre. A napelem ezáltal továbbra is átengedi a fényt, de kevesebb fényt ver vissza. Ez körülbelül 0,85 százalékos hatékonyság-növekedést jelent, ugyanakkor bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan is, hogy a jövőben akár az elméleti limit is átléphető lehet – vélik a szakemberek.

Ráadásul ez az elv minden fotovoltaikus cellára alkalmazható lehet, a laboratóriumi körülmények között elérhető csúcstechnológiás anyagokon túl is.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.