Közeleg az idő, mikor vehetünk egy tekercs napelemet: fólia termelheti az áramot

Svájcban már több mint 20 éve dolgoznak a hajlítható napelemeken

A kutatás a svájci Szövetségi Anyagtudományi és Technológiai Laboratóriumban (Empa) zajlik, ahol a tudóscsoport már évek óta fejleszti a rézből, indiumból, galliumból és szelénből álló CIGS néven ismert rugalmas napelemeket. Ez az egyike a maroknyi vékonyrétegű napelemnek, hiszen nem sok sikeres fejlesztésről tudhatunk eddig ezen a területen. A svájci Empa csapata azonban már több mint két évtizede van ennek a fejlesztési területnek az élvonalában.

Lassan javultak a CIGS eredményei

A legjobb teljesítményű, kristályos szilíciumból készült, nem hajlékony napelemek akár 26,7 százalékos hatásfokkal képesek a fényt elektromossággá alakítani, de a CIGS hajlékony napelemek teljesítménye még nem éri el ezt a szintet. Azonban a kutatócsoport eredményei folyamatos fejlődést mutatnak. 1999-ben 12,8 százalékos, 2005-ben 14,1 százalékos, 2010-ben 17,6 százalékos, 2013-ban 20,4 százalékos, majd 2019-ben 20,8 százalékos hatékonysági rekordot állítottak fel. 

Láthatóan hosszú volt az út a mostani rekordig, és az újabb lépéshez is egy áttörésre volt szükség. A tudósok a cellák előállításához egy alacsony hőmérsékletű koevaporációnak nevezett technikát alkalmaztak, amellyel egy vékony polimerréteget vonnak be félvezető film réteggel. A kutatók növelni tudták az elemek fotovoltaikus, azaz a fényből elektromosságot előállító, teljesítményét az elektromos tulajdonságokat biztosító alkáli adalékanyagok, illetve a félvezető filmréteg összetételének finomhangolásával. 

A New Atlas híroldal cikke szerint az Empa kutatói által fejlesztett napelem hatásfoka több hónapon keresztül nem mozdult el a 21,38 százalékos szintről. Eközben egy német szakmai intézet független vizsgálattal ellenőrizte is ezt az eredményt. Bár a svájci tudósok és a CIGS számára a mostani 21,4 százalék rekordot jelent, más típusú rugalmas cellákkal, amelyek más fotoaktív anyagokkal, például perovszkittal kombinálva, még magasabb hatásfokot tudtak elérni. Tavaly az egyik ilyen tandemcella, amely szintén rugalmas fóliára rétegezhető, 24,16 százalékos hatásfokot ért el. 

A vékony, hajlítható napelemek rengeteg felületen lesznek képesek az áramtermelésre

A tudósok elképzelése szerint, a rugalmas napelemek kereskedelmi alkalmazása lehetséges lesz háztetőkön, épületek homlokzatán, mobil elektronikai eszközökön, repülőgépeken vagy akár szárazföldi járműveken. Amellett, hogy ezek a cellák könnyebbek és ívelt vagy kombinált felületeken is megtapadnak, olcsóbb tekercselt gyártásra is alkalmasak, ami hozzájárulhat a megújuló energia általános költségeinek csökkentéséhez. 

Magyarországon  támogatás igényelhető napelemes rendszerek telepítéséhez

(fotó: empa.ch)