Forradalom Stuttgartban: Hogyan alakítják a perovszkit napelemek az energia jövőjét!

Forradalom Stuttgartban: Hogyan alakítják a perovszkit napelemek az energia jövőjét!

Dr. Afshan Jamshaid, egy pakisztáni posztdoktori kutató és Asfaw Assegde, egy etiópiai kutató a Stuttgarti Egyetem Fotovoltaikus Intézetében (IPv) dolgozik. Ez az intézet a fotovoltaikus technológia fejlesztésében betöltött vezető szerepéről ismert. Az Assegde a perovszkit napelemek stabilitásának javítására és kompozíciós tervezésre specializálódott, és célja olyan szervetlen, átlátszó napelemek kifejlesztése, amelyek a jövőben ablakként szolgálnak majd a háztartásokban. Olyan területen nőtt fel, ahol nincs áram, és tudja, milyen értékes lehet a napenergia, különösen azokban a régiókban, ahol kevés az elektromosság.

Assegde emellett hangsúlyozza annak fontosságát, hogy Németország magas színvonalú tudományos műszereket és létesítményeket kínáljon. Tervei szerint a következő évtizedben visszatér Etiópiába, hogy megújulóenergia-kutatóközpontot építsen. Emellett egy start-upot is szeretne alapítani, hogy kutatási eredményeit a gyakorlatba is átültesse. Stuttgart, amely a városi és természeti élet kombinációjáról ismert, megadja neki a szükséges inspirációt, nem utolsósorban a Fekete-erdőhöz való közelségének és a halal ételek elérhetőségének köszönhetően.

A legfontosabb technológia: perovskit napelemek

A perovskit napelemeket az energiaátmenet kulcsfontosságú technológiájának tekintik. 2009 óta mindössze 3%-ról 31%-ra növelték hatékonyságukat, ami aláhúzza a napenergia fenntartható megoldásában rejlő potenciált. Egyediségük a szerves és szervetlen komponenseket egyesítő kristályszerkezetben rejlik. Ez a technológia nagy rugalmasságot és sokoldalú anyagösszetételt tesz lehetővé, amely döntő előnyöket kínál a hagyományos napelemekkel szemben.

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) kutatási és fejlesztési projekteket támogat a fémhalogenid-perovszkit napelemek hatékonyságának és élettartamának növelése érdekében. A cél ennek a technológiának a kereskedelmi forgalomba hozatalának felgyorsítása és a gyártási költségek jelentős csökkentése. A perovszkitek jelentik a fő abszorpciós anyagot vagy „aktív réteget” ezekben a napelemekben, ami azt jelenti, hogy elnyelik a fényt, és ezáltal gerjesztik a töltött részecskéket, amelyek elektromos energiát termelnek.

Összehasonlítás a hagyományos napelemekkel

• Wirkungsgrad: Perowskit bis zu 25%, traditionelle etwa 15-20%
• Produktionskosten: Perowskit deutlich günstiger
• Flexibilität: Perowskit sehr hoch, traditionelle begrenzt

A perovszkit napelemek előnyeit nem lehet figyelmen kívül hagyni: nagyobb hatékonyságot és teljesítményt, lényegesen alacsonyabb gyártási költségeket és széles körű alkalmazási lehetőségeket kínálnak a hordható eszközöktől az építészeti megoldásokig. Ennek ellenére olyan kihívásokkal néznek szembe, mint a hosszú távú stabilitás és a nedves környezetre való érzékenység. Aggodalomra ad okot bizonyos anyagok mérgező hatása is.

A legújabb fejlemények azt mutatják, hogy olyan vállalatok, mint az Oxford PV, a CubicPV és a Saule Technologies, a technológia fejlesztésén dolgoznak. A kísérleti projektek már bizonyítják a kereskedelmi alkalmazásokban rejlő lehetőségeket. Solar Online előrejelzése szerint a perovszkit napelemek piacának mérete a 2023-as 301,3 millió dollárról 2031-re több mint 15 milliárd dollárra nőhet, ami 64,61%-os CAGR-t jelent.

A perovszkit technológia kutatása nemcsak forradalmasíthatja a napenergiát, hanem döntően hozzájárulhat a CO₂-kibocsátás csökkentéséhez is. A fogyasztók nagyobb költséghatékonyságra és jobb energiahozamra számíthatnak. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma optimista ennek a technológiának a meglévő rendszerekbe történő integrálását illetően, ami tartósan megváltoztathatja a globális energiamixet.