Kínai áttörés a napelem-technológiában

Kínai kutatóknak sikerült 17,3 százalékra növelniük organikus napelemek energia-átalakítási hatékonyságát, ami újabb lépést jelent a zöld napelem széleskörű használatának elterjedéséhez – derült ki a Science című tudományos folyóiratban közzétett tanulmányukból.

A napjainkban főleg szilikonból készült napelemek hatékonysága általában 15-22 százalék közötti, ez azt mutatja, hogy a napsugárzás hány százalékát tudja hasznosítani egy adott napelem. 2016-ban Japánban sikerült a szilikon alapú napelemek hatékonyságát az eddig legnagyobbra, 26,6 százalékra növelni.

A szerves vékony rétegű napelem eddig csak 7 százalékos hatékonyságra volt képes. A kínai kutatóknak ezt sikerült 17,3 százalékra növelni.

A szerves fotovoltaikus napelemek (OPV) szénalapú anyagból készülnek, könnyűek, rugalmasak és félig-átlátszóak. Rá lehet nyomtatni őket vékony műanyag tekercsekre, ez a technológia jóval inkább környezetbarát, mint a hagyományos szilikon-alapú napelemek.

A tiencsini Nankaji Egyetem kutatója, Csen Jong-seng vezette csoportnak sikerült elérni, hogy az OPV-k ugyanolyan hatékonyak legyenek, mint a szilikonból készült napelemek.

Az OPV napelemek azért kevésbé hatékonyak, mert a szerves anyagok lázán kötik az elektronokat befogó molekulákat, és ezért lassítják az áramtermelést. A kínai kutatók ezt próbálták megkerülni oly módon, hogy két különböző anyagú réteget alkalmaztak tandemben a napelemen.

A tandem cellák különböző rétegei képesek elnyelni a fény különböző hullámait. Ez az jelenti, hogy hatékonyabban használhatjuk a napsugárzást és magas energia-átalakítási arányt érhetünk el

– magyarázta Cseng. Az alapanyagok további optimalizálásával várhatóan az OPV hasonló energia-átalakítási hatékonyságot ér el, mint a hagyományos napelemek – hangoztatták a kutatók.