Új felépítésű napelemet alkottak meg koreai kutatók

Bár a perovszkit napelemek hatékonysága rengeteget fejlődött az évek során, az instabilitás és a potenciális környezeti hatás még mindig komoly kihívást jelent. Egy koreai csapat olyan technológiát fejlesztett ki, amely mindkét problémára megoldást kínálhat. 

Sok szakértő úgy gondolja, hogy a perovszkit napelemek jelenthetik a napenergia jövőjét, az instabilitás és az ólomszivárgás miatt azonban egyelőre nem sikerült a gyakorlatban is jól működő paneleket gyártani. A Hongkongi Városi Egyetem munkatársainak friss eredményei ugyanakkor komoly előrelépést hozhatnak ezen a téren – áll az intézmény közleményében. Jelenleg a perovszkit napelemek legmagasabb hatékonysága nagyjából megegyezik a legkorszerűbb, szilikon alapú cellákéval. Előbbiek viszont ólmot is tartalmaznak, ami a szivárgás révén idővel komoly környezeti veszélyt jelenthet. Alex Dzsen Kvan-jue és kollégái a problémát úgy oldották meg, hogy kétdimenziós fém-szerves vázakat (MOF-ok) adtak a rendszerhez, Dzsen szerint ezzel elsőként tudtak létrehozni minimalizált szivárgású, de igen hatékony perovszkit napelemeket.

A szakértők korábban is használtak hasonló vázakat a panelekben, a háromdimenziós MOF-ok többsége viszont elektromos szigetelőként viselkedik, és a töltéshordozásuk sem megfelelő. A koreai kutatók által létrehozott struktúrák ugyanakkor kétdimenziósak, méhsejtekre emlékeztetnek, és több kéntartalmú szerves vegyületet, úgynevezett tiolcsoportot is tartalmaznak, ennek köszönhetően pedig nemhogy csökkentik, hanem éppenséggel növelik a hatékonyságot.

A MOF-okban lévő tiolok és diszulfidok ráadásul a nehézfém-ionokat is befogják, ezzel csökkentve az ólom szivárgását. Dzsen szerint adataik azt mutatják, hogy a vázak az amortizálódó perovszkitekből kiáramló ólom 80 százalékát képesek kiszűrni. Más, korábbi megoldásoktól eltérően a technika hátterében nem a fizikai, hanem a kémiai befogás áll.

A csapatnál úgy gondolják, hogy a MOF anyaga az oxidáció és a nedvesség ellen is védheti a perovszkitet. Dzsenék bíznak benne, hogy technológiájukkal stabil, környezetbarát, hatékony és hosszú távon is fenntartható paneleket alkothatnak majd. Ehhez természetesen folytatni kell a két éve tartó projektet, és további finomításokat kell bevezetni a rendszerben.

Képek: City University of Hong Kong

Ajánlott tartalom

Áramot termel és árnyékot ad: miért választják egyre többen a napelemes parkolótetőket?

Még közel sem olyan sok tetőn jelentek meg napelemek itthon, mint tőlünk nyugatabbra, de máris itt egy másik remek lehetőség. Napelem ugyanis máshová is kerülhet, mint családi házak vagy középületek tetejére.