A szerves fotovoltaikus napelemekben (OPV-kben), amelyek a napelemes technológia egyik formájának tekinthetők, szerves (szén-alapú) anyagokat használnak a napfény elektromos árammá alakítására. Míg a hagyományos szilícium alapú naplemek nehezek és merevek, az OPV-k rugalmasak, könnyűek, átlátszóvá tehetők, és mivel speciális polimereket és kis molekulákat tartalmaznak, amelyeket vékony filmekké lehet feldolgozni, egészen egyedi alkalmazásokat tesznek lehetővé.
Speciális nyomtatási technikák integrálásával olcsóbban is előállíthatók, ami csökkenti a gyártási költségeket a szilícium alapú cellákhoz képest, azonban egyelőre ez utóbbiak olcsóbbak, mert a jelenlegi infrastruktúrák ezeket támogatják. Az OPV-ben viszont egyértelműen megvan az a lehetőség, hogy a jövőben megfizethetőbbé váljanak.
Van viszont egy kis gond velük, méghozzá a hatékonyság. Míg a szilícium napelemek hatásfoka meghaladja a 25 százalékot, az OPV-k első generációja nemigen büszkélkedhetett a maga alig 10 százalékával. De a dolgok változnak. Egy új fejlesztésnek köszönhetően nemrég sikerült 20,43 százalékos teljesítménykonverziós hatékonyságot elérni az OPV-knél, és 18 százalékosat mini napelem-modulokban.
„Kutatásunk számos összetevőt tartalmaz, amelyek közelebb vihetik az OPV-ket a kereskedelmi forgalomba hozatalhoz. A 20 százalékos hatékonysági cél túllépése a kis felületű eszközöknél és a 18 százalékos hatékonyság a mini moduloknál egy lépéssel közelebb viheti az OPV-ket szervetlen társaikhoz. A jövőbeli kutatási erőfeszítéseknek az ipari követelményekre kell irányulniuk, hogy az OPV-technológia kikerülhessen a laboratóriumokból” – írják az Imperial College London kutatói a Nature Materials folyóiratban.
Persze addig még jó pár nehézséget kell leküzdeni. A legfontosabb ezek közül az élettartam. A hagyományos szilícium panelek 25–30 évig bírják, míg az OPV-k jelenleg 5–10 évig őrzik meg a teljesítményüket. Az oxigénnek, nedvességnek és UV-sugárzásnak való kitettség ugyanis leronthatja a szerves anyagokat, ami a hatékonyság csökkenéséhez vezethet. Igaz, ezen a téren is vannak ígéretes előrelépések: olyan új adalékanyagok bevezetése, amelyek segítenek megerősíteni a szoláris réteg szerkezetét.
A szakemberek úgy vélik, hogy a vázolt problémák ellenére is hamarosan megjelenhetnek a mindennapokban a szerves fotovoltaikus napelemek. Bár sokáig még nem fogják helyettesíteni a tetőtéri szilíciumpaneleket, viszont egyedi tulajdonságaik miatt egészen újszerű megoldásokat hozhatnak, például napelemes ablakokat a házakra.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.
