Az úgynevezett perovszkit napelemek jelenthetik a hatékonyabb és jobb napelemek jövőjét – német kutatók ugyanis most kiderítették, miért lehet jobb megoldás ezt az anyagot felhasználni a napelemek gyártásához. A kulcsszó: nanocsíkok!
A perovszkit napelem olyan napelem, amely a napenergia villamosenergiává alakításához perovszkit elemeket használ aktív energiagyűjtő rétegként. Nagy előnye, hogy a szilíciumalapú napelemekhez képest sokkal olcsóbb az előállítása, viszont nagyobb az energia-hatásfoka, mint gyakrabban használt társáé. Energiaátalakítási hatásfoka a szilíciumalapú napelem 19 százalékához képest 26 százalékos, előállítási költsége pedig nagyjából egyötöde.
Az egyetlen aggodalom az ilyen napelemekkel szemben az, hogy ólmot tartalmaznak, ami eléggé egészségkárosító anyag. A perovszkitek közül ugyanis a fejlesztésre legérdemesebbnek tartott változat a metil-ammonium ólom-trihalogenid. Vita folyik arról, hogy át kéne állni az ólomtartalmú változatról az ón-perovszkitre, aminek használatával 6%-os energiaátalakítási hatásfokot érhetünk el.
Fogalmunk nincs egyébként, hogy a perovszkit alapú napelemek miért ennyivel hatékonyabbak, mint a szilícium alapúak – elképzelések vannak, de fontos, eredményes kutatás még csak most készült a témában először. A Karlsruhe Technológiai Intézet (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) kutatói kimutatták, hogy a perovszkiton természetesen úgynevezett nanocsíkok találhatók, amelyek nagyobb kiterjedésben elősegítik az energiaátalakítási hatásfok növekedését.
A kutatócsapat ülönböző irányú nanoszerkezeti csíkokat érzékelt a preovszkit réteg polarizációjában. Ezek úgynevezett ferroelektromos nanostruktúrák a fényelnyelő rétegben – ezek ráadásul váltakozó irányban vannak jelen, így fontos szerepet játszhatnak a napelem fotogenerált tölteteinek továbbításában – ez lehet a különbség a szilícium és a perovszkit között, ami miatt utóbbi sokkal hatékonyabb, mint előbbi.
A legjobb az egészben az, hogy ezek a csíkok, vagy nanoutak bizonyos körülmények között maguktól kialakulnak, így nem kell nekünk mesterségesen legyártani őket. Ha képesek vagyunk ezeket hatékonyan felhasználni, és megoldani az ólom problematikáját, hatalmasat lendíthetünk a napelemeladásokon.
