A Surrey Egyetem Fejlett Technológiai Intézetének (ATI) kutatói jelentős mérföldkövet értek el a napenergia-technológiában: olyan ólom-ón perovszkit napelemeket fejlesztettek ki, amelyek teljesítmény-átalakítási hatásfoka (PCE) meghaladja a 23%-ot.
Ez az előrelépés 66%-kal meghosszabbítja a napelemek élettartamát is, megnyitva ezzel az utat a hatékonyabb és tartósabb megújuló energiamegoldások előtt. Az InterestingEngineering foglalkozott a témával.
Ravi Silva professzor, a Surrey Egyetem Fejlett Technológiai Intézetének igazgatója elmondta: „Ez a kutatás közelebb visz minket az olyan panelekhez, amelyek nemcsak több energiát termelnek az élettartamuk alatt, hanem hosszabb élettartamúak is. A nagyobb hatékonyság és a kevesebb csere több zöld energiát jelent, kevesebb hulladékkal.”
Egyre több napelemet telepítenek világszerte (Fotó: Canva)
Míg napjainkban a szilíciumalapú napelemek dominálnak a háztetőkön, a perovszkit napenergia-technológia újszerű alternatívaként jelent meg. A teljesen perovszkit napelemek még nagyobb hatásfokot ígérnek, de a stabilitásukkal és hosszú távú teljesítményükkel kapcsolatos kihívások akadályozták széles körű elterjedésüket.
A legújabb kutatás ezeket az akadályokat veszi górcső alá, a fejlett konstrukciókban használt kritikus ólom-ón perovszkit cellákra összpontosítva.
„A munkánk során kialakított ismereteink lehetővé tették számunkra, hogy olyan stratégiát határozzunk meg, amely javítja a hatékonyságot és meghosszabbítja ezen eszközök működési élettartamát, amikor környezeti körülményeknek vannak kitéve. Ez az előrelépés jelentős lépés a nagy hatékonyságú, hosszú élettartamú napelemek felé, amelyek több ember számára biztosítanak hozzáférést megfizethető tiszta energiához, miközben csökkentik a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőséget és a globális szén-dioxid-kibocsátást.” – mondta Hashini Perera, PhD-hallgató és a tanulmány vezető szerzője.
Az ólom-ón perovszkit cellák teljesítményének növelése érdekében a kutatócsoport a lyukszállító réteg szerepét vizsgálta, amely a napelem működésének egyik kulcsfontosságú összetevője.
Felfedezték, hogy a degradációt okozó kémiai reakciókat egy jód-redukáló szer bevezetésével enyhíteni lehet.
Ez a megközelítés nemcsak megakadályozta ezeket a reakciókat, hanem növelte a cellák hatékonyságát és élettartamát is, így azok kereskedelmi felhasználásra is alkalmasabbá váltak.
„A perovszkit-alapú napelemek hatékonyságának jelentős növelésével közelebb kerülünk az olcsóbb és fenntarthatóbb napelemek előállításához.” – magyarázta Dr. Imalka Jayawardena, a tanulmány társszerzője.
A fenntarthatóság iránti folyamatos elkötelezettségük részeként a Surrey Egyetem egy 12,5 MW-os napelemfarmot épít, amely ezeknek az innovatív perovszkit moduloknak a tesztelésére szolgál majd.
„Bízunk abban, hogy munkánk felgyorsítja a perovszkit alapú napelemek kereskedelmi bevezetését” – tette hozzá Silva.
Ez a kutatás összhangban van az ENSZ fenntartható fejlődési céljaival, különösen a 7. céllal (megfizethető és tiszta energia), a 9. céllal (ipar, innováció és infrastruktúra) és a 13. céllal (éghajlatváltozás elleni fellépés).
Azáltal, hogy megoldásokat kínál a napenergia hatékonyságának és tartósságának növelésére, a tanulmány hozzájárul a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére és a megújuló energiához való hozzáférés növelésére irányuló globális erőfeszítésekhez.
A jövőben a csapat a fennmaradó kihívások megoldása érdekében az anyagok, eljárások és eszközarchitektúra további finomítását tervezi. Ezek az előrelépések a napenergia-technológia új korszakát vezethetik be, ahol a perovszkit panelek hatékonyság, költséghatékonyság és környezeti hatás tekintetében felülmúlják a hagyományos szilíciumalapú rendszereket.
Ezekkel az innovatív megoldásokkal a Surrey ATI és munkatársai nemcsak a napenergia jövőjét alakítják – hanem egy tisztább, zöldebb bolygó felé vezető utat is megvilágítják.
A tanulmány az Energy and Environmental Science című folyóiratban jelent meg.
Kiemelt kép: Canva
S.Rita
