Növekvő hatásfokú napelemek

Létrehozva: 2008. november 24., 07:58 | Utoljára frissítve: 2008. november 24., 07:59	nyomtat	küld

Az ily módon koncentrált fény a széleken található keskeny napelemekre vetül, amelyek elektromos árammá alakítják azt. A napsugarak fennmaradó része áthatol a bevonatolt üveglapon, ezeket hagyományos napelemekkel lehet árammá alakítani. Ezt a működési elvet felhasználva a cambridge-i Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói Marc Baldo vezetésével már 14 százalékos átalakítási hatásfokot tudtak elérni.

Az egy milliméter vastag üvegfelületre a kutatók egy vékony festékréteget vittek fel, amelynek vastagsága nagyjából hat mikrométer. A festékanyag a napsugarakat egy bizonyos hullámhossz-tartományban köti meg. Ezután a festéket alkotó molekulák a szélrózsa minden irányában leadják a megkötött energiát. Az üvegfelületre merőleges fénysugarak elvesznek ugyan, de egy bizonyos szög alatt a sugarak az üveglap szélére vetülnek. Az üveglap széleire ragasztott napelemek ezeket a fénysugarakat alakítják át elektromos árammá. A kutatók egy ilyen festékanyaggal bevont üvegfelülettel hat százalékos hatásfokot értek el. A napelemek esetében a hatásfok a kinyert elektromos energia és a felfogott napenergia hányadosát jelenti.

A kutatók további kísérleteikben azt vizsgálták, miként lehetne tovább növelni a hatásfokot. A festékbevonattal ellátott üveglap mögé egy második üveglapot helyeztek, amelyet másfajta festékkel vontak be. Ez a festékanyag a fénynek egy másik hullámhossz-tartományát köti meg. A hatásfok ezzel a változtatással néhány százalékot nőtt. A legnagyobb hatásfokot, 14,5 százalékot úgy sikerült elérni, hogy egy hagyományos napelemet helyeztek el a speciális festékkel bevont üveglap mögé.

A kutatók szerint az újfajta napelemek előállítási költségei igen alacsonyak. Ráadásul ezeket a napcellákat nem kell a nap felé irányítani, ugyanis a festékmolekulák a besugárzás szögétől függetlenül képesek megkötni a fényt. A hagyományos napelemek ezzel szemben lencsékkel vagy tükrökkel működnek, amelyek követik a nap mozgását és cellákra koncentrálják a napsugarakat. Ezáltal azonban a napelem felhevül és szükségessé válik a cellák hűtése. Az MIT kutatói időközben már megalapítottak egy kisebb vállalkozást abból a célból, hogy továbbfejleszthessék és piacra dobhassák a bevonatolt üveglappal működő napelemeket.