a.heateor_sss_amp{padding:0 4px;}div.heateor_sss_horizontal_sharing a amp-img{display:inline-block;}.heateor_sss_amp_gab img{background-color:#25CC80}.heateor_sss_amp_parler img{background-color:#892E5E}.heateor_sss_amp_gettr img{background-color:#E50000}.heateor_sss_amp_instagram img{background-color:#624E47}.heateor_sss_amp_yummly img{background-color:#E16120}.heateor_sss_amp_youtube img{background-color:#ff0000}.heateor_sss_amp_teams img{background-color:#5059c9}.heateor_sss_amp_google_translate img{background-color:#528ff5}.heateor_sss_amp_x img{background-color:#2a2a2a}.heateor_sss_amp_rutube img{background-color:#14191f}.heateor_sss_amp_buffer img{background-color:#000}.heateor_sss_amp_delicious img{background-color:#53BEEE}.heateor_sss_amp_rss img{background-color:#e3702d}.heateor_sss_amp_facebook img{background-color:#0765FE}.heateor_sss_amp_digg img{background-color:#006094}.heateor_sss_amp_email img{background-color:#649A3F}.heateor_sss_amp_float_it img{background-color:#53BEEE}.heateor_sss_amp_linkedin img{background-color:#0077B5}.heateor_sss_amp_pinterest img{background-color:#CC2329}.heateor_sss_amp_print img{background-color:#FD6500}.heateor_sss_amp_reddit img{background-color:#FF5700}.heateor_sss_amp_mastodon img{background-color:#6364FF}.heateor_sss_amp_stocktwits img{background-color: #40576F}.heateor_sss_amp_mewe img{background-color:#007da1}.heateor_sss_amp_mix img{background-color:#ff8226}.heateor_sss_amp_tumblr img{background-color:#29435D}.heateor_sss_amp_twitter img{background-color:#55acee}.heateor_sss_amp_vkontakte img{background-color:#0077FF}.heateor_sss_amp_yahoo img{background-color:#8F03CC}.heateor_sss_amp_xing img{background-color:#00797D}.heateor_sss_amp_instagram img{background-color:#527FA4}.heateor_sss_amp_whatsapp img{background-color:#55EB4C}.heateor_sss_amp_aim img{background-color: #10ff00}.heateor_sss_amp_amazon_wish_list img{background-color: #ffe000}.heateor_sss_amp_aol_mail img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_app_net img{background-color: #5D5D5D}.heateor_sss_amp_balatarin img{background-color: #fff}.heateor_sss_amp_bibsonomy img{background-color: #000}.heateor_sss_amp_bitty_browser img{background-color: #EFEFEF}.heateor_sss_amp_blinklist img{background-color: #3D3C3B}.heateor_sss_amp_blogger_post img{background-color: #FDA352}.heateor_sss_amp_blogmarks img{background-color: #535353}.heateor_sss_amp_bookmarks_fr img{background-color: #E8EAD4}.heateor_sss_amp_box_net img{background-color: #1A74B0}.heateor_sss_amp_buddymarks img{background-color: #ffd400}.heateor_sss_amp_care2_news img{background-color: #6EB43F}.heateor_sss_amp_comment img{background-color: #444}.heateor_sss_amp_diary_ru img{background-color: #E8D8C6}.heateor_sss_amp_diaspora img{background-color: #2E3436}.heateor_sss_amp_dihitt img{background-color: #FF6300}.heateor_sss_amp_diigo img{background-color: #4A8BCA}.heateor_sss_amp_douban img{background-color: #497700}.heateor_sss_amp_draugiem img{background-color: #ffad66}.heateor_sss_amp_evernote img{background-color: #8BE056}.heateor_sss_amp_facebook_messenger img{background-color: #0084FF}.heateor_sss_amp_fark img{background-color: #555}.heateor_sss_amp_fintel img{background-color: #087515}.heateor_sss_amp_flipboard img{background-color: #CC0000}.heateor_sss_amp_folkd img{background-color: #0F70B2}.heateor_sss_amp_google_news img{background-color: #4285F4}.heateor_sss_amp_google_classroom img{background-color: #FFC112}.heateor_sss_amp_google_gmail img{background-color: #E5E5E5}.heateor_sss_amp_hacker_news img{background-color: #F60}.heateor_sss_amp_hatena img{background-color: #00A6DB}.heateor_sss_amp_instapaper img{background-color: #EDEDED}.heateor_sss_amp_jamespot img{background-color: #FF9E2C}.heateor_sss_amp_kakao img{background-color: #FCB700}.heateor_sss_amp_kik img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_kindle_it img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_known img{background-color: #fff101}.heateor_sss_amp_line img{background-color: #00C300}.heateor_sss_amp_livejournal img{background-color: #EDEDED}.heateor_sss_amp_mail_ru img{background-color: #356FAC}.heateor_sss_amp_mendeley img{background-color: #A70805}.heateor_sss_amp_meneame img{background-color: #FF7D12}.heateor_sss_amp_mixi img{background-color: #EDEDED}.heateor_sss_amp_myspace img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_netlog img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_netvouz img{background-color: #c0ff00}.heateor_sss_amp_newsvine img{background-color: #055D00}.heateor_sss_amp_nujij img{background-color: #D40000}.heateor_sss_amp_odnoklassniki img{background-color: #F2720C}.heateor_sss_amp_oknotizie img{background-color: #fdff88}.heateor_sss_amp_outlook_com img{background-color: #0072C6}.heateor_sss_amp_papaly img{background-color: #3AC0F6}.heateor_sss_amp_pinboard img{background-color: #1341DE}.heateor_sss_amp_plurk img{background-color: #CF682F}.heateor_sss_amp_pocket img{background-color: #ee4056}.heateor_sss_amp_polyvore img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_printfriendly img{background-color: #61D1D5}.heateor_sss_amp_protopage_bookmarks img{background-color: #413FFF}.heateor_sss_amp_pusha img{background-color: #0072B8}.heateor_sss_amp_qzone img{background-color: #2B82D9}.heateor_sss_amp_refind img{background-color: #1492ef}.heateor_sss_amp_rediff_mypage img{background-color: #D20000}.heateor_sss_amp_renren img{background-color: #005EAC}.heateor_sss_amp_segnalo img{background-color: #fdff88}.heateor_sss_amp_sina_weibo img{background-color: #ff0}.heateor_sss_amp_sitejot img{background-color: #ffc800}.heateor_sss_amp_skype img{background-color: #00AFF0}.heateor_sss_amp_sms img{background-color: #6ebe45}.heateor_sss_amp_slashdot img{background-color: #004242}.heateor_sss_amp_stumpedia img{background-color: #EDEDED}.heateor_sss_amp_svejo img{background-color: #fa7aa3}.heateor_sss_amp_symbaloo_feeds img{background-color: #6DA8F7}.heateor_sss_amp_telegram img{background-color: #3DA5f1}.heateor_sss_amp_trello img{background-color: #1189CE}.heateor_sss_amp_tuenti img{background-color: #0075C9}.heateor_sss_amp_twiddla img{background-color: #EDEDED}.heateor_sss_amp_typepad_post img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_viadeo img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_viber img{background-color: #8B628F}.heateor_sss_amp_webnews img{background-color: #CC2512}.heateor_sss_amp_wordpress img{background-color: #464646}.heateor_sss_amp_wykop img{background-color: #367DA9}.heateor_sss_amp_yahoo_mail img{background-color: #400090}.heateor_sss_amp_yahoo_messenger img{background-color: #400090}.heateor_sss_amp_youmob img{background-color: #3B599D}.heateor_sss_amp_gentlereader img{background-color: #46aecf}.heateor_sss_amp_threema img{background-color: #2A2A2A}.heateor_sss_amp_bluesky img{background-color:#0085ff}.heateor_sss_amp_threads img{background-color:#000}.heateor_sss_amp_raindrop img{background-color:#0b7ed0}.heateor_sss_amp_micro_blog img{background-color:#ff8800}

Site icon Insiderblog.hu

Szuperhatékony napelemek fejlesztésén dolgoznak a BME kutatói

napelemek fejlesztése, forrás: BME

napelemek fejlesztése, forrás: BME

Egy új anyagcsoport használatával a jelenlegi hatásfok megduplázása is reális lehet. A BME Fizikai Intézetének munkatársai új típusú napelem-alapanyagokkal végzett kutatásukról publikáltak az Advanced Energy & Sustainability Research folyóiratban. A Semilab Zrt.-vel együttműködve vizsgálták a perovszkitalapú anyagokat, melyekből a várakozások szerint a hagyományos, szilíciumalapú napelemeknél jobb hatásfokú fotovoltaikus eszközöket lehet gyártani. Ezen a területen azonban egyelőre vannak nyitott kérdések, például a töltéshordozók élettartama. Erről kérdeztük Simon Ferencet, a Természettudományi Kar egyetemi tanárát.

Mindenekelőtt annak tisztázására kértük, hogy mi az a perovszkit, és miért lehet jobb, mint a szilícium.

„A perovszkit egy anyagcsalád, amelyben több összetevő van együttesen jelen. Az általunk vizsgált anyagok összetétele CsPbBr₃, melyek legnagyobb problémája az ólom (Pb) jelenléte, hiszen az mérgező. Nagy feladvány, hogy ebben az egyébként ígéretes anyagcsaládban hogyan tudnánk az ólmot más anyaggal helyettesíteni, illetve megbizonyosodni arról, hogy ezen napelemek az élettartamuk végén nem szennyezik a környezetet” – mondta Simon Ferenc.

De akkor miért éri meg mégis a perovszkittal bajlódni? Nos, azért, mert a perovszkitalapú napelemek hatásfoka már most versenyképes a hagyományos, szilíciumalapú napelemekével. A szakértők pedig arra számítanak, hogy a két anyagot kombináló, úgynevezett tandem-napelemcellák lesznek igazán hatékonyak.

A jelenleg kapható napelemek hatásfoka 15-20 százalék, a tandemekkel ez remélhetőleg megduplázódhat vagy akár 50 százalékig is felmehet.

„Gondoljuk csak el, nem mindegy, hogy a házamra telepített 10 négyzetméternyi napelem, négyzetméterenként 1 kW bejövő fényteljesítménnyel számolva, 2 kW vagy 5 kW teljesítményt tud leadni” – magyarázta Simon Ferenc.

Hogy az új technológia mikor jelenhet meg a gyakorlatban, az egyelőre „a jóslás kategóriája”, de az általános ipari várakozás szerint a 2030-as évek közepére már a perovszkit-szilícium tandem-napelemcellák elérhetők lesznek a kereskedelemben. Hanem addig még a végére kell járni néhány fontos dolognak, az egyik ilyen az említett töltésélettartam kérdése.

A félvezetőkben fény hatására töltéshordozók, elektron-lyuk párok jönnek létre. Ezek mozognak egy tipikus napelemben a megfelelő polaritású elektródák felé. Megtörténhet azonban, hogy a létrejött elektron-lyuk pár nem tud eljutni az elektródához (ezáltal energiát termelve), hanem újra összeáll, ami a napelem működése szempontjából nem jó.

„Ahhoz, hogy egy napelem nagy hatásfokkal működjön, minél nagyobb töltéshordozó-élettartamra van szükség. Az új típusú perovszkitokban az eddig megfigyelt élettartamok 100 mikroszekundumnál nem voltak hosszabbak, mi a kutatásunkban 1 milliszekundumnál hosszabb élettartamokat figyeltünk meg” – számolt be a professzor.

Szélsőséges hőmérsékletek

Ezt az ugrást egy saját fejlesztésű összeállítással sikerült megfigyelni, a munkában a Semilab Zrt. munkatársai is részt vettek egy Kooperatív Doktori Program keretében. A berendezés egy rövid lézerimpulzust küld a mintára, ezután tanulmányozzák annak megváltozott töltésállapotát. A minta a mérés közben változtatható hőmérsékleten (kriosztátban) van, a hőmérsékletét 10 és 500 Kelvin (-263 és 227 Celsius fok) között lehet állítani.

„Persze senki sem akarja a napelemeket az abszolút 0 fok közelében használni, de a tudományos kutatás lényege, hogy az anyagokat különleges körülmények között vizsgáljuk, ezáltal a viselkedés fizikai leírását kapjuk meg. Így meg tudjuk mondani, hogyan kell az anyagokat módosítani, hogy előnyösebb tulajdonságaik legyenek” – mondta Simon Ferenc.

Az alapkutatás folytatódik: az elmúlt néhány hónapban átépítették a berendezést, hogy érzékenyebb és jobban vezérelt legyen.

„A munka oroszlánrészét végző doktorandusz, Bojtor András, épp a doktori fokozatának megvédésére készül. De bízom benne, hogy új fiatalokkal folytatódhat a munka, és további perovszkit-anyagmódosulatokat lesz lehetőségünk vizsgálni” – tette hozzá.

A kutatást végző csapat tagjai: Bojtor András, Krisztián Dávid, Korsós Ferenc, Kollarics Sándor, Paráda Gábor, Thomas Pinel, Kollár Márton, Horváth Endre, Xavier Mettan, Hidetsugu Shiozawa, Márkus G. Bence, Forró László, Simon Ferenc.

 

*

Olvasd rendszeresen az Insiderblog.hu szakmai portálunk cikkei mellett az Insidernews.hu innovációs portálunk innovációs híreit is!

https://insidernews.hu/

 

 

Megosztás
Exit mobile version