Napelemek: Küszöbön az új generáció
A jövőben lehetőség nyílik arra, hogy műanyagot és a földfémeket természetes alkotórészek váltsák fel.
Grafén rácsszerkezetForrás: commons.wikimedia.org
Szerző: AlexanderAlUS
Hatvan éve annak, hogy megépítették az első, napjainkban is közel ugyanazon működési elvre támaszkodó napelemet, űr- és hadiipari fejlesztésként. 1971-ben a NASA "átmentette" a technológiát a világ számára, elindítva ezzel a (nap)fény - mint megújuló energia - felhasználásának sikertörténetét. Ma már az élet minden területén találkozhatunk napcellákkal, a napelemes számológépektől a tetőkön elhelyezett napelemeken át egészen a műholdakig. Nem kizárólag napfény, ezért a fenti zárójel is, hiszen bármilyen megfelelő fényspektrummal rendelkező fényforrás esetén lezajlik a jelenség: Működésének elve, hogy a fénysugárzás elnyelődésekor töltött részecskéket generál (a fotonok kimozdítják a félvezető elektronjait a kötéseikből), így elektrontöbblet keletkezik, azaz elektromos áram jön létre.
A piacon megtalálható napelemek jelentős hátránya, hogy nem környezetbarát anyagok felhasználásával készülnek. A jövőben lehetőség nyílik arra, hogy műanyagot és a földfémeket természetes alkotórészek váltsál fel.
Alapanyag szerinti típusok:
|
A műanyag helyett papír
A Mayland-i, a Nebraska-Lincoln Egyetem és a Dél-Kínai Műszaki Egyetem kutatók munkájának eredménye az az új típusú papír, ami a napelemek gyártásakor használt műanyagot helyettesítheti. A fából kinyert rost szálak olyan 94%-ban átlátszó anyagot képeznek, ami fedő rétegként szolgálhat a paneleken.
A kísérletek során a rost szálakkal fedett napelemeket szilícium réteggel is be vonták, így 10 százalékkal növelték annak fénygyűjtő hatékonyságát. Ez a laminálási technika a már elkészített és beépítet elem teljesítményét is növelheti.
A kutatócsoport tanulmánya azt mutatja, hogy a produktivitás növelése mellett gazdaságosabb is az új „zöld” termék, a forgalomba lévő üveg, műanyag vagy a nano szálas napelemeknél, mivel kevesebb energia és idő szükséges a rost szálas elem legyártásához.
Grafén válthatja ki a szilíciumot
Spanyolországban végzett mérések szerint, egy nanotechnológiai anyag válthatja ki a jelenleg használt anyagokat. Az ICFO tudományos intézet (Institute of Photonic Sciences) munkatársai arra a megállapításra jutottak, hogy a grafén a fotonok elnyerése során eredményesebben alakítja a fényt energiává, mint a szilícium. A szilícium és a gallium-arzenid ugyanis a fényből elektromágneses energiát generál, ami hő keletkezésével, ezáltal energiaveszteséggel jár. Frank Koppens kijelentette, hogy a mai szilícium cellák elméleti hatékonysága határa 30 százalék, míg a grafén napelemeké több mint 60 százalék.
Andrea C. Ferrari, a Cambridge-i Egyetem nanotechnológia professzor szerint, nincs még egy ilyen anyag a világon. A grafén rugalmas, robusztus, és könnyen integrálható más anyagokkal, mindemellett viszonylag olcsó, ami lehetővé teszi, a hatékonyabb és olcsóbb napelemek színrelépését.
Kép forrása: Wikipedia / AlexanderAlUS
