Ott termelhetjük az áramot a jövőben az irodákban, amire senki se gondolt

Chinese workers install solar panels at a photovoltaic power station in Qianbao village, Lilin town, Leping city, east China's Jiangxi province, 17 September 2015. While fresh investments in the photovoltaic industry in China are focused on building solar power stations, makers are struggling to get the financing needed to develop more key manufacturing technologies for PV components and equipment which constitutes the core of the industry, reports Guangzhou's 21st Century Business Herald, citing remarks by Wang Bohua, secretary general of the China Photovoltaic Industry Association. At a recent annual forum on investment in China's solar power stations, Wang stressed that the country's PV industry is at a critical juncture for technology upgrades and new investment is badly needed to finance the change, although the country is technically capable of manufacturing high-performance monosilicon cell or polysilicon solar cells. In a document sent in June to the Secretariat of the United Nations Framework Convention on Climate Change, China pledged that its non-fossil energy will account for 15% of primary energy consumption by 2020 and the ratio will rise to 20% by 2030. This should paint a bright future for China's solar power market, as the nation's aggregate installed solar power capacity should reach 150 gigawatts in 2020 and rise further to 400GW in 2030 to honor these commitments.

Eddig a földön, jobb esetben az épületek kihasználatlan tetején sorakoztak a napelemtáblák, melyekkel alternatív, zöld áramforrást biztosíthattunk. Viszont az épületek oldalai sokkal nagyobb felületen képesek felfogni a napfényt, de nem takarhatják el az ablakokat. Egy olcsóm szilíciumból készült új átlátszó napelem feloldhatja ezt a dilemmát, és úgy termelhet energiát termelhet az ablakokra eső fényből, hogy a kilátást sem zavarja. Az újdonság ráadásul megkerüli az eddig kifejlesztett átlátszó napelemek néhány problémáját, beleértve a magas költségeket és az általuk előállított alacsony villamosenergia-mennyiséget is.

A legtöbb napelem nem átlátszó, és főként a háztetőkön és a kültéri létesítményekben használják. A kutatók azonban azt remélik, hogy az átlátszó napelemek egy napon kitölthetik azt hatalmas területet az épületeken, amelyet most a külső ablakok vagy üveg fednek.

A korábban fejlesztett átlátszó megoldások festékkel érzékennyé tett napelemeket használtak (DSSC), amelyeket vékony filmként az ablakra lehet rögzíteni. Más megoldások a láthatatlan infravörös vagy ultraibolya fényből termelnek áramot.

Ezeknek a megközelítéseknek azonban vannak hátrányai is - magyarázza Kwanyong Seo, a dél-koreai Ulsan Tudományos és Technológiai Intézetből, aki az új anyagok kifejlesztésével foglalkozó laboratóriumot vezeti. A DSSC-k gyakran drága vagy instabil új anyagokat használnak, amelyek vörös, zöld vagy kék színben átlátszók. "Habár ez nagyon szép, de mi nem akarjuk, hogy a napelem színes legyen" - mondja Seo.

Seo megoldása egy hagyományos kristályos szilícium lapka apró, körülbelül 100 mikrométer átmérőjű lyukakkal, amelyek nem is láthatóak, ha az emberi szemmel láthatónál kisebb távolságra vannak egymástól.

Az eredmény egy semleges színű, félig átlátszó szilikon napelem. A legsötétebb fokozat is, amely még átengedi a fény 20 százalékát, 12,2 százalékos konverziós hatékonysággal rendelkezik - mondja Seo. Ez ugyan kevesebb, mint a nem átlátszó szilíciumcelláké, amelyek hatékonysága meghaladja a 20 százalékot is, de több, mint az eddig kifejlesztett átlátszó napelemek döntő többsége esetében, amelyek 5 és 7 százalékos hatékonysággal rendelkeznek.

Seo azt reméli, hogy az új napelemek helyettesíthetik majd a házak és az épületek üvegablakait is.

Ezeket drágább elkészíteni, mint a szokásos szilikoncellákat, de csapata kísérletezik a költségek csökkentésével.

A napelemek a jövőben az épületek oldalfalaira is rákerülhetnek, és megfelelő fényáteresztő-képesség elérése esetén az ablakok helyét is átvehetik Forrás: AFP/Imaginechina/Xu Zheng

Az új cellák több villamos energiát termelnek az alacsony szögű fényből is, ami a függőleges telepítéssel jár: a visszaesés mindössze 4 százalékos, szemben a hagyományos napelemek körülbelül 30 százalékos értékével.

A szíliciumos napelemekben is vannak azonban bizonyos hátrányaik.

A sötétebb cellák a bejövő fény 80 százalékát elnyelik, ami megfelel a legsötétebb napszemüvegeknek, így egy ház meglehetősen sötét lehet, ha minden ablakra felszerelnék

- ismerte el Seo. A kutatók azonban azt remélik, hogy javítják az anyag fényáteresztő képességét, hogy hatékonyabbak legyenek.

„Bármely félig átlátszó cella mindig egy kompromisszum lesz az átláthatóság és a hatékonyság között" - mondja Neil Robertson, aki az edinburghi egyetemen tanulmányozza a molekuláris anyagokat és a napelemeket. "Ebben az esetben az eredmények azonban nagyon ígéretesnek tűnnek."

Robertson, aki nem vett részt az új kutatásban, megjegyzi, hogy a kutatásról publikált cikkben bemutatott napelemek valószínűleg nem a leghatékonyabbak voltak. Az új cellák azonban rendelkeznek előnyökkel más alternatívákhoz képest. „A kristályos szilikon cellák bizonyított stabilitása és a semleges árnyalat jó esélyt kínál a gyakorlati alkalmazásra" - mondja Robertson.

Forrás: Chemistryworld.com