Elem helyett napelem?
A kutatócsoport a biztató eredmények után már ipari partnerekkel tárgyal a sorozatgyártásáról.
A University College London vezette brit, svájci és kínai kutatócsoport új napelemei annyira hatékonyan alakítják energiává a beltéri fényt, hogy eszközök széles köre, például billentyűzetek, távirányítók, riasztók és érzékelők elem nélküli üzemeltetését is lehetővé teszik – állítja az egyetem közleménye.
Az Advanced Functional Materialsban megjelent tanulmány levezeti a különböző vegyületek megfelelő kombinálását, amivel a perovszkit alapú beltéri napelemek egyrészt jóval kevesebb hibával üzemelnek, másrészt életképes megoldássá válnak jóval több eszköz számára, hiszen hatszor hatékonyabbak a jelenleg elérhető legjobb beltéri napelemeknél, és legalább öt évig vagy még tovább működnek.
A kutatók perovszkitot használtak, amely egyre elterjedtebb a kültéri napelemekben, ám a szilícium alapú panelekkel ellentétben beltérben is alkalmazható.
„Milliárdnyi eszköz, amelynek kevés energiára van szüksége, jelenleg elemcserére szorul, ami fenntarthatatlan gyakorlat, pláne az IoT eszközök terjedésével” – vallják a kutatók, azt állítva, hogy az ő speciálisan tervezett perovszkit napelemeik sokkal több energiát tudnak kinyerni, mint a kereskedelmi forgalomban lévő eszközök, ráadásul tartósabbak is. Ez megnyitja az utat az olyan elektronikai eszközök előtt, amelyeket a környezetünkben egyébként is jelen lévő fény működtet.
„A perovszkit napelemek külön előnye, hogy olcsók – bőségesen hozzáférhető anyagokból készülnek, és egyszerű feldolgozást igényelnek. Ugyanúgy nyomtathatók, mint egy újság” – áll a közleményben. A tudósok szerint a korábbi perovszkit napelemek egyik hátránya a magas sűrűségű csapdák jelenléte volt az anyagban és a töltést gyűjtő rétegeknél, ami megszakította a töltésáramlást, és az energia hő formájában elveszett. Ezt a problémát azzal igyekeztek orvosolni, hogy rubídium-kloridot adtak hozzá, ami elősegítette a kristályok egyenletesebb növekedését és csökkentette a csapdák számát.
Az új napelemek a 1000 lux fényerősségű beltéri fény 37,6 százalékát alakították villamos energiává, ami világrekord a beltéri fényre optimalizált, 1,75 elektronvolt sávszélességű napelemek között.
A forradalmi eszközt több mint száz napig tesztelték, és ez idő alatt megőrizte a teljesítménye 92 százalékát – szemben a hagyományos perovszkit 76 százalékával. Végeztek egy 300 órás, 55 Celsius-fokos, erős fényben végzett próbát is, amely során kiderült, hogy az új napelem a teljesítménye 76 százalékát tartotta meg, míg a sima perovszkit ugyanilyen körülmények között 47 százalékra esett vissza.
A kutatócsoport a biztató eredmények után már ipari partnerekkel tárgyal az újfajta beltéri napelemek sorozatgyártásáról.
