Dél-koreai kutatók olyan eljárást fejlesztettek ki, ami kitolhatja az olcsó és jó hatásfokkal dolgozó perovszkit napelemek élettartamát.
Az elmúlt években a figyelem középpontjába kerültek a preovszkit napelemek. Ezek olyan fotovoltaikus eszközök, amelyek perovszkit ásványokat használnak arra, hogy a napfényt elektromos árammá alakítsák. A figyelem elsősorban a magas hatásfokuk, valamint az alacsony költségű gyártás miatt terelődött rájuk, van azonban egy igen komoly hátrányuk is.
Az eddigi vizsgálatok alapján a perovszkit napelemek élettartama nagyjából 2-10 év, szemben a hagyományos konstrukciók 25-30 éves élettartamával. A degradációt a hőség és a nedvesség is fokozhatja.
A problémát a szerkezetben taálható lítiumsók és adalékanyagok jelentik. Bár ezek az anyagok javítják a cellák hatékonyságát, egyúttal a lebomlási folyamatokat is felgyorsítják. Meleg és párás környezetben az adalékanyagok elpárologhatnak, apró hézagokat hagyva a penelben, ami rontja a teljesítményt. Ezzel párhuzamosan a lítiumionok szabadon mozoghatnak a cellán belül, további károkat okozva és lerövidítve annak élettartamát. Eddig a kutatók számára komoly kihívást jelentett ezen anyagok eltávolítása anélkül, hogy teljesítmény ne romlott volna.
Most a Koreai Energiaügyi Kutatóintézet (KIER) kutatói tettek le egy lehetséges megoldást az asztalra – számolt be róla az Interesting Engineering.
Brit kutatók olyan anyagot fejlesztettek ki, ami képes megvédeni a napelemek alapanyagául szolgáló perovszkit kristályokat a hőtől, és más hibáit is kijavítja. Mindez nyugdíjazhatja végre a szilíciumot.
A tudósok egy olyan új katalitikus eljárást dolgoztak ki, amely eltávolítja a káros lítiumionokat, és feleslegessé teszi adalékanyagok használatát, miközben megőrzi az energiaátalakítás magas hatásfokát.
A megoldás nikkel-oxid (NiOx) katalizátort alkalmaz. Ez magához vonzza és eltávolítja a lítiumionokat abból az oldatból, amelyet a gyártás során használnak. Amikor a nikkel-oxid port az oldathoz adják, egy olyan reakció játszódik le, amely megváltoztatja az anyag felületi tulajdonságait, lehetővé téve ezzel a lítiumionok megkötését. Ezt utána egy szűrő segítségével távolítják el az oldatból.
Ennek eredményeként egy olyan tisztított oldat jön létre, amely mentes az adalékanyagoktól, a visszamaradó lítiumtól és a katalizátortól. A tesztelés során kiderült, nemcsak megmarad a napelemek teljesítménye, de az új megoldással 25,24 százalékos hatásfokot értek el, ami valamivel magasabb, mint az adalékanyagokat tartalmazó, hagyományos napelemek 25,21 százalékos hatásfoka. Emellett a napelemek 1000 órányi tesztelés után is megőrizték a hatásfokuk 95 százalékát, ami azt mutatja, hogy jóval tartósabbak lehetnek ezek a perovszkitos panelek, mint az eddigiek.
Az eredményeket az Advanced Science című tudományos lapban mutatták be.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.
