iPon Hírek

Olcsó, mégis hatékony „mintás” napelemek jöhetnek

Dátum | 2012. 06. 15.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A hagyományos napelemek gyártási költségeinek negyven százalékát a nagy tisztaságú szilícium összetevők teszik ki, így a kutatók régóta dolgoznak azon, hogyan lehetne a legkevesebb szilícium felhasználása mellett a legtöbb energiát termelni. A MIT kutatói által kidolgozott módszer az ígéretek szerint 90 százalékkal csökkenti a felhasznált szilíciumréteg vastagságát a hatékonyság romlása nélkül, így jelentős hatással lehet az iparágra.

A titok nyitját a szilícium felszínébe vájt aprócska, piramisszerű mélyedésekben kell keresnünk. Ezek a mélyedések, amelyek a méter milliomod részénél kisebb átmérőjűek, ugyanolyan hatékonyan ejtik csapdába a napfényt, mint a harmincszor ilyen vastag hagyományos, tömör szilíciumrétegek. A kutatók a projekt során számos különféle „mintázatot” kipróbáltak, és eddig ez a verzió bizonyult a legjobbnak. A módszerről részletesen a Nano Letters oldalain számolnak be.

Anastassios Mavrokefalos, a kutatás vezetője elmondta, hogy a technológiával jelentősen növelhető lesz a vékonyfilm napelemek hatásfoka. Ami talán még fontosabb, a szilícium mennyiségének csökkentésével sokkal olcsóbbá válhat a napelemek gyártása. Ezzel már korábban is próbálkoztak, de az eddigi eredmények azt mutatták, hogy ha túl vékony a szilíciumréteg, akkor kevésbé képes elnyelni a fényt, vagyis kevesebb energiát termel.


A napelemek működése két alapvető lépésből áll: először is szükséges, hogy a látható fény beeső részecskéi, a fotonok elnyelődjenek az anyagban, ne pedig visszaverődjenek róla. A második lépésben az elnyelt fotonok hatására atomjuktól elszakadó elektronoknak el kell jutniuk egy vezetékig, amelyben elektromos áramot kelthetnek, és mindezt csak akkor tudják megtenni, ha út közben más atomok nem fogják be őket.

Sajnálatos módon a foton jobb elnyelődését biztosító módszerek, például a felszín felületének növelése szilícium nanoszálakkal, jelentősen megnehezítik a második lépés végrehajtását, mivel a felülettel nő annak az esélye is, hogy a felszabaduló elektronok befogódnak, mielőtt hasznosításra kerülhetnének.

Az új metódus megoldja ezt a problémát, mivel az „inverz nanopiramisok”, ahogy a kutatók hívják a mélyedéseket, jelentősen növelik a foton elnyelődésének esélyét, de csak 70 százalékkal növelik meg a felületet, így az elektronok kisebb eséllyel „tévednek el”. A technológia révén egy mindössze 10 mikrométer vastagságú kristályos szilíciumréteg, ugyanolyan hatékonyan nyeli el és hasznosítja a napfényt, mint a nálánál harmincszor vastagabb hagyományos réteg tenné.

A alapanyag költségeinek csökkenésén kívül a módszer alkalmazásával jelentősen redukálódik a napelemek tömege is, ami tovább csökkenti az árakat, hiszen kevesebbet kell költeni keretekre és tartószerkezetekre, valamint olcsóbban megoldható az installálás is.


A mélyedéseket egy, a szilícium chipek gyártásánál már jelenleg is használatos technológiával, az interferencia litográfia módszerével vájják bele az anyagba, és a metódus alkalmazásával nagy felületek kezelhetők egyszerre, így a mintázat létrehozása viszonylag olcsón megoldható.

A kutatók egyelőre csak az első lépést tették meg az új típusú napelemek létrehozása felé: igazolták, hogy a mintázattal ellátott szilíciumréteg hatékonyabban nyeli el a fényt. A következőkben fog megtörténni a tényleges cellák megalkotása, és annak megmutatása, hogy a rendszer valóban versenyképes a hagyományos napelemekkel.

A szakértők szerint az újítás révén akár 20 százalékos hatásfok is elérhető lehet. A jelenlegi legjobb egykristályos szilícium napelemek laboratóriumi körülmények között a beeső fény energiájának körülbelül 25 százalékát alakítják át elektromos energiává, a létező technológiák fejlesztése révén elméletileg 31 százalékos maximális hatásfok érhető el, így ha valóban tudja hozni a 20 százalékot az olcsóbban előállított és könnyebb napelem, azzal abszolút lesz helye a piacon. A tényleges tesztelés előtt persze messzemenő következtetéseket nem lehet levonni, de kétségkívül lesz mire várni, ami a folytatást illeti. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

14. Supra
2012.06.15. 09:47
Szerintem gyorsan feltalálom a hibernálást, hogy átaludjam azt a pár száz évet, amíg kiderül, hogy kipusztul-e az emberiség, vagy esetleg minden hülyeség ellenére mégiscsak elterjednek a fentihez hasonló fejlesztések...

Az persze megint egy jó kérdés, hogy a fenti két lehetőségből melyik lenne a jobb.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. witchlord
2012.06.15. 10:22
Én nagy rajongója vagyok a szolárpaneleknek. Ha ténylegesen csökken is az ára majd a paneleknek, és a hatékonysága is nőni fog, tuti bevásárolok majd belőle.
Jelenleg egy 240W-os panelért nem szívesen adnék ki 200-250k Huf-ot...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. witchlord
2012.06.15. 10:27
A másik érdekes kutatnivaló még az lenne, hogy ezzel a vékonyítással csökken-e az élettartama? A jelenlegi kialakításnál, kb 30 év alatt a névleges teljesítményének a 80%-ra esik le a leadott maximális teljesítmény..
Ha a vékonyítás miatt csökken a panel "hatékony" élettartama, akkor drasztikus áresés után sem lesz kedvenc..
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. Supra
2012.06.15. 11:00
Rajongásban itt sincs hiány, de a baj az, hogy a napelemek a - mostani árakkal, és a magyar viszonyok mellett - gyakorlatilag nem térülnek meg.

Építkezés előtt vagyok, nézegettem ezeket: 10 és 25 év között mozog a gari a kétfajta tipusra - a gond az, hogy ami 25 évet bír, annak a hatásfoka igen messze van a 20%-tól...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. raiden
2012.06.15. 11:38
nem olvastam se a cikket se a hozzászólásokat, csak úgy a'la nature: Az elmúlt 10 évben ahányszor már hallhattuk, hogy hatékonyabb táblákat 20-40%-kal olcsóbban lehet majd előállítani... - azt hiszem már ingyen kellene adniuk. Vagy a kezdeti időkben egy tábla ára egy űrséta árával egyezhetett meg.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. exterminat...
2012.06.15. 14:06
Csak hogy valami konkrétum is elhangozzon a napelemeket ért vádakra, amik közel sem tökéletesek bár de vitatnám Supra véleményét h nem térül meg. Ebay-es aukció 50db first solar vékonyréteg napelem 800.000-900.000 forintnak megfelelő dollár. +400.000+500.000 inverter(lehet h olcsóbb). 1,5 millióból közel 4 kW rendszert lehet kihozni és akkor az állami támogatásról nem is beszéltem. A kereskedők raknak pofátlanul sok hasznát rá a panelekre vagy pl.: a telepítő cégek. És akkor még az eu-s és állami támogatásokról nem is beszéltem , bár állami ép nincsen. Ha szerencséd van 6 év alatt megtérül.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. czibu
2012.06.15. 15:43
Az engedélyeztetési eljárás igen hosszadalmas, és bonyolult. A napelemek itthon nem csatlakozhatnak közüzemi hálózatra. Ha az energiát eladásra szeretnék termelni, akkor egy méghosszabb és bonyolultabb eljárás elé nézünk. Egyetlen megoldás marad, a tárolás, és ez sem olcsó.
Napelem gyártó cégnél dolgozom, és az eon nem kis fejfájást okoz, hogy a cég területén kihelyezett panelekből ne kerüljön ki áram. Az, hogy 240W- csak egy névleges teljesítmény.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. adam7838
2012.06.15. 22:43
Sziasztok!
Akkor végülis mekkora egy ma használatos napelemnek a tényleges teljesítménye a névleges 240W-hoz képest?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. Destructo
2012.06.16. 07:59
Ha tartós lesz,és az ára is megfelelő,akkor nálam is esélyes...igencsak...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. czibu
2012.06.16. 11:46
Mostanában egy amcsi cég "vezet" hatékonyságban bőven 21% fölött vannak. Meg kell fizetni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. gargantu
2012.06.16. 19:29
A kutatási eredményekről szóló hírek jelentős része ígéri, hogy abból majd olcsó termék lehet. Ezek egy részéből soha nem lesz semmi, más részükből pedig lesz ugyan, de nem olcsó. Na a maradék (töredék) rész az, ami utólag teljes mértékben igazolja a beharangozott ígéreteket. Tartok tőle, hogy ez nem fog ebbe a kategóriába tartozni. (Az árat a kereslet-kínálat viszonya határozza meg, ha sikerül, nagy lesz rá a kereslet!)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. agyturbini...
2012.06.18. 12:36
En ugy hallotam mar letezik 60% koruli is csak egyetlen egy problema van vele: az Eletben nem mukodik csakis a laborban.
czibu: Legyszives fejtsd ki bovebben nekem ezt a Temat. A kommunalis elosztohalozatra gondolsz? Nem juttathatsz vissza energiat? Ez kemeny ha igaz, hogy nincs visszataplalasi lehetoseg. Ha ez nem Maffia-modszer akkor semmi. Az E-on az elmult 5 evben szinte teljesen felujitotta es modernizalta a villamos rendszert(amikor atvette eselye sem volt teljesiteni a szolgaltatasi szintet mert annyire le volt pusztulva). Es most igy akarjak visszaszedni ennek koltsegeit, nehogy veletlenul valaki ne fizessen.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. evogame
2012.06.19. 09:16
Legjobb tudomásom szerint EU szabály van rá, hogy minden energia szolgáltató, köteles átvenni, az alternatív forrásból származó energiát.
Igaz a részletek, nincsenek kikötve, így a „kistermelőtől” is annyiért veszik át az áramot mint a nagy erőművektől. Töredék áron, mint amennyiért adják.
Természetesen a hálózati visszatáplálásnak is olyan feltételeket szabnak amit szinte lehetetlen teljesíteni, vagy csak nagyon drágán.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. czibu
2012.07.06. 15:11
Utánanéztem. Biztonsági szempontból egy olyan reteszt kell beépítenünk, amely áramszünet esetén leválasztja a telepet a hálózatról. Ezért a telep áramszünet esetén nem képes áramtermelésre.

Egyébként kíváncsi lennék, ki adta ki innen a telefonszámomat. Egy cég keresgél ez ügyben.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!