A kép csak illusztráció (Forrás: Pixabay)
A tudósok olyan új napelem-technológiát fejlesztettek ki, amely szinte észrevehetetlen marad, miközben villamos energiát állít elő. A szingapúri Nanyang Technological University kutatói ultravékony napelemeket hoztak létre, amelyek a jövőben akár autóablakokat, felhőkarcolók üvegfelületeit vagy intelligens szemüvegeket is energiatermelő felületekké alakíthatnak.
A kutatócsoport félig átlátszó perovszkit alapú napelemeket fejlesztett ki, amelyek körülbelül 10 000-szer vékonyabbak egy emberi hajszálnál. Rendkívüli méretük ellenére a berendezések az ultravékony perovszkit napelemek között a valaha mért egyik legjobb hatásfokot érték el.
Az eredmények jól mutatják azt az egyre erősödő törekvést, amely a mindennapi felületeket tiszta energiát előállító rendszerekké alakítaná. A kutatók szerint a technológia a jövőben lehetővé teheti, hogy épületek, járművek és hordható elektronikai eszközök jelentősebb szerkezeti módosítások nélkül termeljenek villamos energiát. A fejlesztés egy olyan jövő képét vetíti előre, ahol a városok több megújuló energiát állíthatnak elő anélkül, hogy további földterületeket kellene igénybe venniük vagy nagyméretű tetőre szerelt infrastruktúrát építeniük, írja az INTERESTING ENGINEERING.
A napelem, amely szinte eltűnik az üvegben
Az Annalisa Bruno vezette kutatócsoport célja olyan napelemek megalkotása volt, amelyek szinte láthatatlanok maradnak, miközben folyamatosan energiát termelnek. A cellák félig átlátszóak és színsemlegesek, ezért sokkal könnyebben beilleszthetők irodaházakba, ablakokba és üveg homlokzatokba, mint a hagyományos napelemek.
Ez különösen vonzó lehet az építészek és ingatlanfejlesztők számára, akik megújuló energiaforrásokat szeretnének integrálni épületeikbe anélkül, hogy azok külső megjelenése jelentősen megváltozna.
A technológia alapját a perovszkit nevű anyag adja, amely kiváló fényelnyelő tulajdonságairól ismert, miközben előállítása általában olcsóbb lehet a szilíciumalapú napelemekénél. A hagyományos panelekhez képest az új eszközök közvetett és szórt fényben is képesek energiát termelni. Ez különösen előnyös lehet a sűrűn beépített városi környezetben, ahol a magas épületek gyakran árnyékolják egymást.
A kutatók szerint a nagy üvegfelületekkel rendelkező irodaházak a jövőben villamosenergia-igényük egy részét saját homlokzataik segítségével fedezhetik. Az első becslések alapján egyes épületek évente akár több száz megawattóra villamos energiát is előállíthatnak, ha a technológia sikeresen ipari méretűvé válik.
Vákuumban készült ultravékony rétegek
A napelemek gyártásához a kutatócsoport hőpárologtatásos technológiát alkalmazott. Ez az ipari eljárás vákuumkamrában felhevíti az anyagokat, amelyek elpárolognak, majd rendkívül vékony rétegként rakódnak le a kívánt felületre.
A módszer lehetővé tette, hogy a kutatók mindössze 10 nanométer vastag, rendkívül egyenletes perovszkit rétegeket hozzanak létre. Emellett elkerülhetővé váltak azok a mérgező oldószerek, amelyeket gyakran alkalmaznak a napelemgyártás során, ami a jövőben egyszerűbbé teheti a tömeggyártást.
A tudósok a perovszkit réteg vastagságának módosításával átlátszatlan és félig átlátszó változatokat is készítettek. Az átlátszatlan modellek vastagságtól függően 7 és 12 százalék közötti hatásfokot értek el.
A félig átlátszó változat a látható fény 41 százalékát engedte át, miközben 7,6 százalékos hatásfokkal alakította át a napfényt villamos energiává.
A kutatók szerint ezek az eredmények a hasonló anyagokból készült félig átlátszó perovszkit napelemek között a legjobb teljesítmények közé tartoznak. A tanulmány vezető szerzője, Luke White szerint a technológia lehetővé teheti az energiatermelő sötétített ablakok és más fenntartható építészeti megoldások megjelenését.
Független szakértők úgy vélik, hogy ez a gyártási megközelítés közelebb viheti az átlátszó napelemeket a széles körű piaci alkalmazáshoz. Sam Stranks, a Cambridge-i Egyetem kutatója ugyanakkor hangsúlyozta, hogy a hosszú távú tartósságot és stabilitást még bizonyítani kell, mielőtt a technológia kereskedelmi forgalomba kerülhet.
A Nanyang Technological University csapata az NTUitive közreműködésével már szabadalmi bejelentést tett a fejlesztésre, és ipari partnerekkel együttműködve dolgozik a gyártási folyamat tökéletesítésén. A következő cél a tartósság növelése és a technológia nagyobb felületekre történő kiterjesztése.
A kutatók szerint a jövőben az ablakok, a járművek és a fogyasztói elektronikai eszközök is csendes, láthatatlan és megújuló energiaforrássá válhatnak. A tanulmány az ACS Energy Letters tudományos folyóiratban jelent meg.
Kapcsolódó anyagok:
Okos ruházat, apró nyomtatott energiatárolók lehetnek az e-textilekben
A nyitókép csak illusztráció, forrás: pixabay
