Meddig növelhető a napelemek hatásfoka?

Jó dolog a napelemek telepítése, de rendre belefutunk egy alapvető problémába: nincs elég hely. És most nem is a gigantikus napelemparkokra kell feltétlenül gondolni, hanem akár a háztartásokra, hiszen a tető ott is határokat szab.

Túl sok hely

Bolygónk felszíne véges, és ennek csak töredékére vagyunk képesek napelemeket telepíteni, de az igazság az, hogy jó lenne, ha nem foglalnának ennyi helyet. Ez pedig fokozottan igaz abban az esetben, ha a háztartásokról van szó.

kép:news.energysage.com

Egy környezettudatos kis háztartás (vagyis egy szabadon álló, 100 nm körül ház) tetőszerkezete véges mennyiségű helyet képes biztosítani. Feltéve, hogy a háztartás szinte teljes egészében elektromos energiát használ (vagyis a fűtéstől a főzésen keresztül minden árammal üzemel), a tetőn rendelkezésre álló hely kevés lesz arra, hogy teljesen lenullázza villanyszámláját a napelemek telepítésével.

Ennek oka nem az, hogy annyira drágák a napelemek, vagy, hogy ne lenne rájuk némi támogatás. Egyszerűen arról van szó, hogy a napelemek hatásfoka nem elég magas, így a megfelelő energia megtermeléséhez igen sok panelra van szükségünk.

Mennyi az annyi?

Hogy mekkora a hatásfoka a mostani napelemeknek? Maximum 29.3%, de ezt még nem értük el, ez csupán az az adat, amely megmutatja, hogy a szilikon alapú panelek hatásfokának hol van a vége. Ez pedig nem éppen a legjobb szám.

A Berlini Helmholtz Központ (HZB) kutatói úgy gondolják, hogy a napelemek hatásfoka tovább növelhető abban az esetben, ha egy kis organikus segítséget is alkalmaznak. Ez jelen esetben egy 100 nanométeres organikus réteg, mely a napenergiát nagy energiájú fotonokká alakítja, így akár 40%-ra is növelheti az áramtermelést.

kép:sunrun.com

A kísérletek még zajlanak, de a központ munkatársai nagyon izgatottak, hiszen már most sikerült az organikus réteg beiktatásával 5-10%-kal növelni a hatásfokot. Vagyis a további kísérletezésnek mindenképpen van értelme, hiszen így jóval kevesebb napelem is elegendő lenne ugyanannyi energia előállításához.

Van még tovább?

Mint azt írtuk, a szilíciumnak vannak határai, így a tudósok az organikus réteg mellett más irányba is tapogatóznak. A hatásfok további növelése érdekében valószínűleg a perovszkit nevű kalcium-titanát oxidásvány és a szilícium ötvözete lesz a megoldás.

lead kép:knowledge.wharton.upenn.edu