Perovskit napelemek: Az energiaátmenet zöld forradalma küszöbön áll!

Perovskit napelemek: Az energiaátmenet zöld forradalma küszöbön áll!

Michael Saliba, a Stuttgarti Egyetem Fotovoltaikus Intézetének vezetője rámutat a perovszkit napelemek óriási fontosságára a fenntartható energiaátmenetben. A kristályokra emlékeztető szerkezetű anyagok ígéretes alapot kínálnak napelemek és félvezetők fejlesztéséhez, mert hatékonyan képesek elnyelni a napfényt és elektromos árammá alakítani. A gyártási módszerek hasonlóak az újsággyártásból már ismert nyomdai technikákhoz. Ez potenciálisan költséghatékonyabbá teszi a gyártást, mint a hagyományos szilícium napelemek, amelyek rendkívül tiszta anyagokat igényelnek. A perovskitek viszont toleránsak a szennyeződésekkel szemben, ami nagyban megkönnyíti alkalmazásukat, mint pl uni-stuttgart.de jelentették.

A perovszkitokkal kapcsolatos kutatás ezen anyagok stabilizálására is összpontosít, mivel érzékenyek a vízre, oxigénre és fényre. Az első modulokat már legyártották és az intézet tetejére telepítették, de a széles körű piaci bevezetés még időt vesz igénybe. Az elkövetkező 20 évben összesen 10-20 ezer műholdat terveznek alacsony Föld körüli pályára, amelyeken a stuttgarti ATLAS speciális kutatási projekt kutat. Az első perovszkitokat várhatóan jövőre vagy az azt követő évben küldik a világűrbe.

Technológiai fejlődés és hatékonyság

A perovskit napelemeket nagy hatásfok és rugalmas alkalmazási lehetőségek jellemzik. A laboratóriumban 26,95 százalékos hatásfokú prototípusokat fejlesztettek ki. A perovszkit és a szilícium kombinációja tandemcellákban akár 30 százalék feletti, egyedi esetekben akár 34,6 százalékos hatékonyságot is elért. Ez a technológia hatékonyabban használja fel a különböző fényterületeket, és a legígéretesebb innovációt képviselheti a fotovoltaikában és az energiaátmenetben. Science Media Center összegzi.

Egy hosszú távú berlini teszt azt mutatja, hogy a perovszkit teljesítménye nyáron stabil marad, míg télen mintegy 30 százalékos csökkenés tapasztalható, ami a szezonális ingadozásoknak köszönhető. E kihívások ellenére a hosszú távú tesztelés megerősítette, hogy a nyári hatékonysági veszteségek minimálisak, és a nappal-éjszaka ciklusban visszafordítható hatékonyságváltozások következhetnek be.

Piaci érettség és kihívások

Az első perovszkit napelemek már megjelentek a piacon, de hosszú távú stabilitásuk és tartósságuk terepen való bizonyítása miatt továbbra is kutatják őket. Az alacsony gyártási költségek és az alacsony energiafelhasználás gazdasági előnyökkel jár, de még kutatásra van szükség az anyagok környezetbarátabbá és tartósabbá tételéhez. Az ólom felhasználása a gyártási folyamatban jelentős környezetvédelmi probléma, amellyel foglalkozni kell a fenntartható használat biztosítása érdekében.

Emellett a kutatás célja olyan ólommentes alternatívák kifejlesztése, amelyek tovább növelhetik a perovszkitek potenciálját. A perovszkit-oldatok széles körben elterjedt alkalmazásának megvalósítása érdekében az olyan kihívásokkal is foglalkozni kell, mint a hatékonyság korai szakaszában bekövetkező veszteségei és az anyagok nedvességgel szembeni érzékenysége, amint azt egy dokumentumban kifejti. Fórum Kiadó részletesebben megvizsgáljuk.

Összefoglalva, a fennálló kihívások ellenére a perovszkit napelemek kulcsfontosságú tényezőt jelentenek a fotovoltaikus energia következő generációjában nagy hatékonyságuk, költséghatékonyságuk és rugalmas anyagtulajdonságaik miatt. A stabilitás javítása és a szezonális dinamika megértése kulcsfontosságú a technológia teljes potenciáljának kiaknázásához, és jelentősen hozzájárul az energetikai átálláshoz.