Miután olcsóbbak a szilíciumnál, ráadásul jól elnyelik a nagyobb energiájú fényt, a perovszkit anyagok ígéretes helyettesítői lehetnek a szilíciumnak a napelem-technológiában. Azonban a tartósságuk, a stabilitásuk és nem utolsósorban a hatékonyságuk még bőven hagynak kívánnivalót maguk után.

A hatékonyság területén történt nemrégiben egy jelentős előrelépés: a New York-i Rochesteri Egyetem kutatói 250 százalékkal növelni tudták egy perovszkit anyag fényátalakítási hatásfokát. Ehhez a szokásos üveghordozó helyett fémmel kombinálták az anyagot. A perovszkit alá helyezett fémplatform hatására megváltozott a perovszkiton belüli elektronok kölcsönhatása.

A napelemek a napfény fotonjainak felhasználásával gerjesztik az elektronokat (átadják ezeknek az energiájukat). Az elektronok elhagyják a helyüket, a negatív oldal felé vándorolnak. A helyükön maradt üres lyukak viszont a pozitív irányba mozdulnak el, és ebből a negatív, illetve pozitív irányba történő áramlásból jön létre az elektromos áram. Amennyiben viszont az elektronok és az általuk hátrahagyott lyukak újra egyesülnek, az elektromosságként felhasználható energia hőként vész el.

A perovszkit kristályos anyag (zöldeskék) a réteges fémhordozó (szürke) tetején helyezkedik el. Az elektron-lyuk párokat piros és kék szín jelöli

Rochesteri Egyetem

A kutatók úgy találták, hogy a fémszubsztrátum hozzáadásával csökkenteni tudták ezt a rekombinációt, és ennek köszönhetően nőtt a hatékonyság. Azt is bizonyították, hogy ha a perovszkit szubsztrátumaként olyan anyagot használnak, amelyben fém és szigetelő anyag rétegei váltakoznak, semmivel sem lesz rosszabb a hatékonyság. A jelenlegi kutatás jó példa arra, hogy a napelem-technológia fejlesztése során nem kell feltétlenül a fényelnyelő anyagra koncentrálni.

A kutatók biztatónak tartják az eredményeiket, de – írják a Nature Photonics folyóiratban – még további fejlesztésekre lesz szükség a fémek perovszkitokkal való kombinálása terén, hogy a mostaninál jobban lehessen ellenőrizni a napelemeket, és azt, hogy miként alakítják át a fényt villamos energiává. Ide tartozik még az is, hogy miközben a perovszkitok hatékonysága folyamatosan javul, ezeknek az anyagoknak az élettartama jelenti a legnagyobb akadályt széles körű elterjedésükben. Ezért is javasolják azt a szakemberek, hogy a napelemek belsejében a szilíciummal kombinálva használják ezeket.

A napelemnél 10-szer több áramot termel ez a lapát nélküli szélturbina, és ez még nem is a legjobb benne

Az energiaigényt hatékonyabban elégíti ki, miközben zajtalan és a madarakat sem veszélyezteti - ígéri szabadalmaztatott szélturbinájáról az Aeromine Technologies. És ami egyre értékesebb tulajdonsága: gyártója szerint minimálisra csökkenti az energiatárolás költségeit.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.