Áttörést hozhatnak a "festhető" napelemek

Filmszerű, vékony rétegben festék módjára felvihető napelemek már régebb óta léteznek, azonban egy, a közelmúltban tett felfedzés áttörést idézhet elő a technológia fejlesztésében, még olcsóbbá és elterjedtebbé téve a napenergia felhasználást világszere. Noha a napelem-tinta, másnéven napelem-film hatékonysága elmarad a hagyományos szilícium cellákétól, számos olyan egyéb előnyös tulajdonsággal rendelkezik, amelyek ellensúlyozzák ezt a hátrányát, például könnyű és hajlítható, így nehézség nélkül integrálható például épületek elemeibe vagy mozgó alkatrészekbe.

A vékony napelemek előállításának költségeit tovább csökkentendő, a fejlesztők világszerte a perovszkit-kirstályokkal kísérleteznek. A perovszkit kristályos struktúráját a laboratóriumokban kényes eljárás során hozzák létre különleges táptalajon, magas hőmérsékleti viszonyok közepette. Az úgynevezett forgótárcsás (spin coating) technika azonban mindeddig nem volt alkalmas a napelem-film tömeggyártására. A rendkívül bonyolult eljárás részfolyamatai gyakran egymást is akadályozzák.

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma alá tartozó Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium (NREL) munkatársainak most sikerült az eljárás több problémás elemére megoldást találniuk, amelyek idáig a technológia kereskedelmi hasznosításának útjában álltak. Az eljárás egyik különösen kritikus szakaszában oldóanyagot kell a struktúrához adni annak érdekében, hogy a struktúrából kivánják a korábbi stádiumban használt segédanyagokat, ami elengedhetetlen a tökéletes kristályképződéshez. Erre a lépésre azonban az eddig alkalmazott eljárásban mindössze pár másodpreces időkeret állt rendelkezésre, ami kedvezőtlenül befolyásolta a gyártás során elvárt nagyfokú prezicitást is. Az NREL új eljárása révén az erre a lépésre rendelkezésre álló időkeret hossza 8 percre bővül.

A fejlesztők a forgótárcsás mellett az úgynevezett blade-coating metódusra is kifejlesztették az eljárást, emellett sikerült 10-ről 1 perce csökkenteni az eljárás során alkalmazott hőkezelés szükséges időtartamát, mindez szintén megkönnyíti a tömeggyártást. Az eljárásokkal a fejlesztőknek egy stabilan 13,3 százalékos atékonysággal rendelkező, 12,6 négyzetcentiméteres perovszkit modult sikerült létrehozniuk. A fejlesztésnek köszönhetően a napelem-tinta gyártása nagy mennyiségben, költségkímélőbb módon valósulhat meg a korábbiaknál, ami a technológia mindennapi alkalmazása előtt is megnyithatja az utat.

• Címkék:
• short,
• napelem,
• napenergia