Perovszkit napelemek

A perovszkit napelem olyan napelem, amely a napenergia villamos-energiává alakításához perovszkit elemeket használ aktív energia-gyűjtő rétegként. Egy perovszkit réteget, különösképpen szerves-szervetlen (például metilammónium- vagy formamidinium-ólom halogenid perovszkit) réteget használó berendezés sokkal olcsóbb a leggyakrabban használt szilícium alapján gyártott elemeknél, és gyártási árához viszonyított energia-átalakítási hatásfoka lényegesen nagyobb, de gyártásuk is sokkal egyszerűbb.^[1]

A technológia egyik fő fejlesztője egy angliai, oxfordi egyetemhez kapcsolt vállalkozás, az Oxford PV.^[2]^[3]

Tulajdonságai

A perovszkit napelem név az ABX₃ kristályszerkezet nevéből ered, vagyis ahol a fényt elnyelő (abszorbeáló) anyag kristályszerkezete megegyezik az általánosan vett perovszkit szerkezettel, ahol az ionok viszonylagos nagysága szorosan meghatározott.

A perovszkit napelemek már a 2010-es évek elején is számos előnyös tulajdonsággal rendelkeztek a hagyományos napelemekhez viszonyítva:

Az addig megfigyelt perovszkitok legjobbja tízszer annyi napenergiát volt képes abszorbálni, mint a hagyományos szilíciumon alapuló napelem.
Energiaátalakítási hatásfoka nem maradt el sokkal a szilícium alapon készült vetélytársáétól (19% 26%-kal szemben).
Előállítási költsége egyötöde volt vetélytársáénak.^[1]

A perovszkitek közül a fejlesztésre legérdemesebbnek tartott változat a metil-ammónium ólom-trihalogenid, általános képlete: CH₃NH₃PbX₃, ahol az X a halogén ion, pl. I⁻, Br⁻, vagy Cl⁻, ahol a sávköz 2,3 eV és 1,57 eV között van, attól függően, hogy melyik a halogenid ion.^[forrás?]

Az ólomtartalmú vegyületek jelenlétének egészségügyi veszélye okozta aggodalom késztette a Nakita Noel által vezetett kutatócsoportot kísérleti munkára az ólom-perovszkitnek ón-perovszkitre, CH₃NH₃SnI₃ való helyettesítésével. Ilyen napelem használatával 6%-os energiaátalakítási hatásfokot értek el.^[4]^[5]

2020 nyarán az Oxford PV bejelentette, hogy reményeik szerint 2020 végéig elkezdik perovszkit napelemük gyártását, majd 2021-től kereskedelmi forgalomba hozzák azt. A cég bejelentése szerint az új napelemek hagyományos szilícium napelemek lesznek perovszkit bevonattal, és körülbelül egyharmaddal több elektromosságot tudnak majd előállítani mint a hagyományos napelemek. (Míg a hagyományos napelemek a nap energiájának körülbelül 22%-át tudják elektromossággá alakítani, az Osford PV szilikon alapú, perovszkittal bevont napeleme 27,2%-os hatásfokot ért el 2018 júniusában.)^[6]

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Perovskite solar cell című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Jegyzetek

↑ ^a ^b Audrey Boehly: La pérovskite, futur de l'énergie solaire, Sciences et Avenir No.813, nov. 2014, 48-50 o.
↑ oxpv
↑ TWSJ
↑ Civil Engineering (May 13, 2014). [2014. október 6-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2014. december 7.)
↑ Solar Reviews (May 05, 2014)
↑ The Guardian, 2020.08.15.

Források

↑ ReferenceA: (2009. május 6.) „Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells”. Journal of the American Chemical Society 131 (17), 6050–6051. o. DOI:10.1021/ja809598r. PMID 19366264.
↑ oxpv: Oxford Photovoltaics oxfordpv.com Oxford PV reveals breakthrough in efficiency of new class of solar cell, 10 June 2013 (Oxford Photovoltaics áttörést jelent be a napelemtípusok egyik új csoportjának hatékonyságában
↑ TWSJ: The Wall Street Journal: Perovskite Offers Shot at Cheaper Solar Energy" (September 28, 2014) (Perovszkit olcsó napenergiát ígér)
↑ ReferenceB: (2014) „Formamidinium lead trihalide: a broadly tunable perovskite for efficient planar heterojunction solar cells”. Energy & Environmental Science 7 (3), 982. o. DOI:10.1039/C3EE43822H.
↑ noel: (2014. május 1.) „Lead-free organic–inorganic tin halide perovskites for photovoltaic applications”. Energy & Environmental Science 7 (9), 3061. o. DOI:10.1039/C4EE01076K.
↑ noh: (2013. március 21.) „Chemical Management for Colorful, Efficient, and Stable Inorganic–Organic Hybrid Nanostructured Solar Cells”. Nano Letters, 130321112645008. o. DOI:10.1021/nl400349b.
↑ The Guardian, 2020.08.15.: Jillian Ambrose: UK firm's solar power breakthrough could make world's most efficient panels by 2021 (angol nyelven). The Guardian, 2020. augusztus 15. (Hozzáférés: 2020. augusztus 15.)

További információk

Őrült tempóban fejlődnek a napelemek. Index.hu, 2016. június 13. (Hozzáférés: 2016. június 13.)

[Audrey_Boehly_2014-1] Audrey Boehly: La pérovskite, futur de l'énergie solaire, Sciences et Avenir No.813, nov. 2014, 48-50 o.

[oxpv_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_--2] xpv

[TWSJ_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_--3] TWSJ

[4] Civil Engineering (May 13, 2014). [2014. október 6-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2014. december 7.)

[5] Solar Reviews (May 05, 2014)

[The_Guardian,_2020.08.15._-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_--6] The Guardian, 2020.08.15.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]