A körülbelül hat évtizeddel ezelőtti megjelenése óta rengeteget fejlődött a napelem-technológia, de természetesen még a jelenlegi állapot sem az út vége. Messze nem – lenne ugyanis mit kiaknázni, a Földet érő napenergia ugyanis, ha tökéletesen ki lenne használva, 10 000-szerese lenne a világ energiaigényének. És már az is jelentős előrelépés lenne, ha az enegiamix felét ez adná.

A jelenlegi napelemek többsége szilíciumból készül – ez az ismert hátrányok ellenére is így van, mivel az árához képest jó hatékonyságot tud felmutatni. Ennek ellenére természetesen zajlanak kutatások arra vonatkozólag, hogy mivel lehetne kiváltani a szilíciumot; a perovszkit és a szerves anyagból készülő alternatívák egyaránt ígéretesek. A gond csak az, hogy ezek sok esetben veszélyes anyagokat is tartalmaznak, melyek az ártalmatlanításnál problémásak.

Úgy tűnik azonban, hogy japán kutatók most megoldották ezt a gondot, és kifejlesztettek egy olyan szerves napelemet, melynek hatékonysága duplája az eddigieknek. A cellák teljes egészében szénalapú, azaz szerves anyagokból készülnek. A gyártási problémákat úgy oldották meg, hogy a napelemek elektródáihoz olyan áttetsző szerves anyagokat használtak, amelyek jó vezetőnek számítanak.

Az Advanced Functional Materials tudományos folyóiratban bemutatott technológia 8,7 százalékos hatékonyságot tud felmutatni, ami több mint duplája annak, amit a szerves napelemeknél eddig elért a tudomány (4 százalék). És bár ez jelentős előrelépés, de még így is van munka bőven: a szilíciumból készült napelemek körülbelül 27, a perovszkit változatok pedig 26 százalék hatékonyságot tudnak felmutatni – írja az Interesting Engineering.

Az, hogy mennyire hatékony egy cella, az elektróda anyagából fakad. A jobb hatékonyság érdekében ugyanis olyan elektródák szükségesek, melyek jó vezetőképességgel bírnak, és átlátszó anyagokból készülnek. A szerves napelemek esetében szénalapú anyagból készülnek, melyek hozzáférhetősége korlátozott, ráadásul érzékenyek is, ami megnehezíti az egymásra helyezésüket.

A japán kutatók egy PEDOT nevű vezető polimert használtak az átlátszó elektródákhoz – előnye, hogy nincs szükség a gyártásánál extrém magas hőmérsékletre, vagy mérgező anyagokra, így környezetbarát. Kifejlesztettek egy laminálási technológiát is, hogy könnyebb legyen egymásra helyezni őket.

A fejlesztés, lévén szerves, könnyű és rugalmas is, így a telepítése is egyszerűbb. A kutatók most azon dolgoznak, hogy tovább javítsák a napelem hatékonyságát.

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