Környezetvédelem

Az eddigi leghatékonyabb napelemet fejlesztették ki?

Az NREL fejlesztői rekord hatékony napelem cellát hoztak létre.

Az amerikai Energiaügyi Minisztérium Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriumának (NREL) csapata rekorder napelemes cellát hozott létre – számol be az alternativenergia.hu. Az eszköz standard, 1 napos megvilágítási körülmények között 39,5 százalékos teljesítményt ért el, ez minden cellatípus között csúcsnak számít. Myles Steiner, a NREL munkatársa szerint fejlesztésük hatékonyabb és egyszerűbb kialakítású, ráadásul számos új alkalmazási móddal kecsegtet, a cellát például felhasználhatják erősen területkorlátozott helyeken. A kísérletben földi körülmények között 39,5, az űrbeli alkalmazás modellezése mellett pedig 34,2 százalékos hatékonyságot értek el. Az előző rekord is az NREL-hez köthető, azt 2020-ban állították fel 39,2 százalékkal. A legújabb napelemes cellák közül több az IMM (inverted metamorphic multijunction, fordított metamorf többátmenetes) technológián alapul, amelyet az NREL fejlesztett ki. Az új, hármas átmenetű IMM eszköz abba a hivatalos táblázatba is bekerült, ahol a legjobban teljesítő kísérleti napelemes eszközöket mutatják be.

Az utóbbi időkben a szakértők sokat vizsgálták az úgynevezett kvantumkút cellákat, amelyek sok nagyon vékony réteget használnak a rendszer tulajdonságainak módosításához. A csapat most egy ilyen eszközt hozott létre, amelyet egy három átmenetből álló szerkezetbe illesztettek. Minden egyes átmenet a napsugárzás más-más spektrumát képes befogni és hasznosítani, a különböző átmenetek alapanyagát több évtizednyi kutatás eredményeinek tükrében határozták meg. A csapat III-V anyagokat használt fel, a megnevezés a periódusos rendszerben elfoglalt helyre utal. A kvantumkutakat a középső, gallium-arzenidből álló átmenetben helyezték el, így szabályozva a tiltott sávot, azaz a sávszerkezet azon tartományát, amelyben az elektronok tiltottak. Ennek köszönhetően nőtt az elnyelhető sugárzás mennyisége.

A III-V cellákról már korábban kiderült, hogy igen hatékonyak, gyártásuk azonban meglehetősen drága. A technológiát eddig többek között műholdaknál, drónoknál és más szűk piaccal rendelkező termékeknél használták. Az NREL-nél azon fáradoznak, hogy az előállítási költség mérséklésével szélesíthessék az alkalmazás területét.