NRGreport
Menü

Nagyon furcsa kutatás: a koffein növeli a napelemek hatékonyságát

Fenntarthatóság | NRGreport, Nagy Nikoletta | 2019-09-24 15:41

A perovszkit napelemek nagyon jó hatékonysággal lennének képesek dolgozni, ráadásul olcsók is, egyetlen probléma van velük: ha párával és oxigénnel érintkeznek, amiből ugye a levegőben van bőven, nagyon gyorsan romlani kezd a minőségük. Kaliforniai kutatók most erre találhattak működő megoldást, méghozzá nem is akármilyet: koffeint használtak a perovszkit stabilizálására, és bejött a dolog.

A perovszkit napelem olyan napelem, amely a napenergia villamos-energiává alakításához perovszkit elemeket használ aktív energia-gyűjtő rétegként. Az ilyen napelemeknek rengeteg előnyük van, többek között az, hogy viszonylag olcsók, és a gyártási árához viszonyított energia-átalakítási hatásfokuk lényegesen nagyobb, de egyébként gyártásuk is sokkal egyszerűbb, mint a szilícium alapú változatok.

Képek forrása: Pixabay

Csakhogy, bármennyire jó befektetésnek is tűnik egy ilyen perovszkites napelem, egyelőre még nem az, a perovszkit-kristályok ugyanis a levegővel érintkezve hamar bomlani kezdenek, vagyis a  napelemek élettartama drámaian csökken oxigén és páratartalom hatására. A kihívás a tudomány előtt tehát jelenleg ez: olyan módszert találni, amivel a perovszkit napelemek hatékonysága és árelőnye nem csökken, viszont garantálja, hogy hosszabb élettartammal tudjanak működni.

A Kaliforniai Egyetem kutatóinak most valószínűleg sikerült a bravúr, legalább is az első kutatások ezt mutatják: Rui Wang és Jingjing Xue koffeint adott a napelemhez, ami kölcsönhatásba lép az ólom-ionokkal, és létrehoz egy molekuláris védőréteget, ez növeli az aktiválási energiát, és egy olyan perovszkit réteg kialakulásához vezet, aminek jobbak az elektronikus tulajdonságai, mint az elődjének. Az átalakítási hatékonyságot a módszer 19,8 százalékkal növeli meg. A koffein használatával ráadásul a napelemek termikusan sokkal stabilabbá válnak.

A kutatók a Joule tudományos folyóiratban adtak hírt a munkájukról. A tanulmányból kiderül, hogy az átalakítási hatékonyság növelésén kívül hőstabil napelemeket sikerült tesztelni 1300 órán keresztül mintegy 85 Celsius-fokon.

Persze az egész eljárás még gyerekcipőben jár, de a koffein járható megoldás lehet arra, hogy a szilíciumalapúnál sokkal olcsóbb és lényegesen hatékonyabb perovszkit napelemek jobban elterjedjenek, és használhatóbbak legyenek a mindennapokban is.

NRGreport, Nagy Nikoletta