Tudta, hogy a napelemeknek nem feltétlenül kell szilíciumra vagy perovszkitokra épülniük? A finn Åbo Akademi Egyetem kutatói emlékeztettek minket egy olyan résre, amelyet új alkotásukkal tulajdonképpen forradalmasítottak.
Perovszkitok egyenesen Finnországból: Új korszak a napenergia-technológiában
Finn kutatók most úttörő mérföldkőhöz érkeztek a napenergia-technológiában azzal, hogy fejlett szerves napelemeket fejlesztettek ki. Ezzel megoldották a technológia egyik hatalmas kihívását, nevezetesen a hatékonyság és a tartósság egyensúlyának megteremtését. Az eredmény egy olyan cella lett, amelynek hatásfoka lenyűgöző, 18%-os, élettartama pedig rekordot döntött: 24 700 óra, ami viszont majdnem 16 év folyamatos működésnek felel meg. Más szóval, a szakemberek most olyasmit alkottak, ami forradalmasíthatja a megújuló energiatermelést, megnyitva az utat a még mindig hiánypótló szerves cellák gyakorlati és tömeges alkalmazása előtt.
A szerves fotovoltaikus cellák működése
A szerves fotovoltaikus cellák a napsugárzásból történő áramtermelés modern technológiájának egyik példája. Ezek szerves félvezető anyagok, például polimerek vagy kis szerves molekulák felhasználásán alapulnak. Működésük négy fázisban zajlik: a fényt elnyeli az excitonokat létrehozó szerves félvezető anyag, a töltések elektronokra és lyukakra válnak szét, az elektródákhoz szállítják őket, és végül áramot termelnek az elektródákon. Előnyük a rugalmasság, a kis súly, a különböző színű színezés lehetősége és a viszonylag alacsony előállítási költség, de a hátrányok sokkal súlyosabbak, mivel ezeket a fotovoltaikus cellákat alacsony hatásfok (akár 15-20%), tartósság és hőstabilitás sújtja.
Az áttörés hátterében álló kutatások
A kutatók a stabilitásukról ismert, de a hatékonyság tekintetében történelmileg elmaradott invertált szerves napelemszerkezetekre összpontosítottak. A kapcsolódó kulcsfontosságú veszteségmechanizmus megoldásával, amely az alsó kontaktrétegben jelentkező rekombinációs problémákra vezethető vissza, a kutatók jelentősen javították mind a teljesítményt, mind a tartósságot. Így ezen áttörést jelentő szerves cellák tervezésekor a szakemberek egy vékony szilícium-oxid-nitrid (SiOxNy) passziváló réteget vittek fel a cellák cink alsó kontaktusára. Ez az innovatív megközelítés kiküszöbölte a rekombinációs veszteségeket, így a cellák több mint 18 százalékos hatásfokot és rekord hosszúságú, 24700 órás élettartamot értek el fehér fényben.
A jövő kilátásai a szerves napelemek terén
Ez az áttörés azért fontos, mert a szerves napelemek egyre inkább a hagyományos szilíciumcellák fenntartható alternatívájaként ismerik el. Könnyű, rugalmas kialakításuk és energiatakarékos gyártásuk különösen vonzóvá teszi ezeket a cellákat olyan alkalmazásokban, mint a hordozható elektronika, az épületekbe integrált fotovoltaika és a viselhető technológia. A legújabb fejlesztések lehetővé tették azt is, hogy ezek a cellák laboratóriumi körülmények között meghaladják a 20%-os hatásfokot, bár a tartóssági problémák még mindig korlátozzák alkalmazhatóságukat. Az idő fogja tehát megmutatni, hogy a kereskedelmi forgalomba hozatal tekintetében változik-e valami a szerves cellák ágazatában.
Korábban említettük, hogy a zöldségmago hasznos konyhai eszköz. A reaktor működése komplex folyamat. A ruhák ápolása fontos a mindennapi életben. A mosogató karbantartása elengedhetetlen a tisztaság érdekében. A nedves ablak zavaró lehet a kilátásban.