A londoni Queen Mary Egyetem és a Power Roll nevű napelem-technológiai startup összefogott, hogy kereskedelmi forgalomba hozza a perovszkit napelemfilmet. Az Interesting Engineering is beszámolt az úttörő siker részleteiről.
Ezeknek a következő generációs napelemes anyagoknak a könnyű, rugalmas és hatékony tulajdonságai lehetővé teszik a napenergia széles körű alkalmazását világszerte számos helyszínen.
Jelenleg a szilícium napelemeket leginkább napelemparkokban használják. Azonban ezek számos kihívással szembesülnek, például magas szén-dioxid-kibocsátással, a kínai gyártásra való nagyfokú támaszkodással (91%) és súlykorlátozásokkal.
A Power Roll egy egyedi gyártási technológiát fejlesztett ki, amely lehetővé teszi a rendkívül vékony perovszkit film előállítását.
A napenergia széleskörű elterjedését a hagyományos szilícium napelemek korlátai hátráltatják. Ezeket sok helyen nem lehet telepíteni súlyuk és merevségük miatt.
A kereskedelmi épületek tetőinek közel 30%-a szerkezetileg nem bírja el a szilícium napelemek súlyát. Ez az egyik fő oka annak, hogy világszerte mindössze az épületek körülbelül 2%-án található napelemes rendszer.
Ez az alacsony arány különösen riasztó, ha figyelembe vesszük a Nap óriási energiáját – egy óra alatt több energiát sugároz a Földre, mint amennyit az emberiség egy év alatt felhasznál. Ez óriási, kiaknázatlan lehetőséget jelent, amelyet a jelenlegi napelemtechnológiák korlátai miatt nem tudunk teljes mértékben kihasználni.
A perovszkit film gyártását eddig nehéz volt ipari méretekben megvalósítani, ezért a szilícium továbbra is uralta a piacot. A gyártási hibák, különösen mikroszkopikus szinten, akadályozták a perovszkit technológia széleskörű elterjedését. Az új fejlesztés arra irányult, hogy megoldja ezeket a gyártási kihívásokat, és kiváló minőségű perovszkit filmeket hozzon létre.
„Olyan napelemeket fejlesztünk, amelyek olyan helyeken is alkalmazhatók, ahol a hagyományos megoldások nem, és mindezt ritka és értékes földfémek nélkül érjük el” – mondta Dr. Dave Barwick, a Power Roll műszaki vezetője.
A filmrétegek rendkívül vékonyak (kevesebb mint egy milliméter) és sokkal könnyebbek (25-ször), mint a legkönnyebb szilícium alapú napelemek. (Fotó: Power Roll)
A Power Roll mikrohornyok és vákuumformázás kombinációjával állítja elő a perovszkit filmeket. Érdekesség, hogy ezek a filmrétegek rendkívül vékonyak (kevesebb mint egy milliméter) és 25-ször könnyebbek, mint a legkönnyebb szilícium napelemek. A sajtóközlemény szerint a Power Roll perovszkit filmjeinek extrém vékonysága kihívást jelent a nagyüzemi gyártás során. Az ilyen törékeny anyagok esetében nehéz biztosítani az egyenletes minőséget. Hogy érzékeltessük a kihívás mértékét: a Power Roll által gyártott egyetlen napelemcella mindössze 1/50-ed része egy emberi hajszál szélességének.
„A Queen Mary Egyetem optikai elemzési szakértői segítenek nekünk a gyártás stimulálásában, biztosítva, hogy közben minden egyes mikroszkopikus napelem a legjobb minőségű legyen” – tette hozzá Barwick.
Dr. Stoichko Dimitrov és csapata a Queen Mary Egyetemen olyan optikai elemző rendszert fejleszt, amelyet a Power Roll beépít a gyártási folyamatába. Ez a technológia lehetővé teszi a valós idejű minőségellenőrzést és a perovszkit film kutatásának és fejlesztésének javítását.
„A technológia elemzi, hogyan lép kölcsönhatásba a fény az anyaggal a gyártás során, így alapvető adatokat biztosít a film minőségének folyamatos monitorozásához és javításához. Ez lehetővé teszi a Power Roll számára a gyártás fokozását és a perovszkit filmek tömeggyártásának megvalósítását” – mondta Dimitrov a sajtóközleményben.
A könnyű perovszkit filmek széleskörű elterjedése jelentős környezeti és gazdasági előnyöket kínál. Sokoldalúságuk révén olyan helyeken is telepíthetők, amelyek korábban nem voltak alkalmasak napelemek fogadására, például alacsony terhelhetőségű tetőkön.
A Power Roll becslése szerint egyedül az Egyesült Királyságban 250 milliárd fontos piacot jelenthet a technológia, ahol 12 milliárd négyzetméternyi tetőfelület képes lehet olcsó, zöld energiát termelni.
Kiemelt kép: Power Roll
Devenyi Dalma
