Ha napelemre gondolunk, mindenkinek a szilíciumalapú megoldások jutnak eszébe – a Stanfordi Egyetem kutatói azonban most ultravékony, és méreteihez képest nagyon hatékony megoldást fejlesztettek, ami lehetővé teheti, hogy kisebb eszközöket is napenergiával töltsünk, írta az alternativenergia.hu. A szilíciumalapú napelemek nehezek, vaskosak, és egyelőre még mindig drága előállítani őket – arról nem is beszélve, hogy alapanyaguk egy véges erőforrás, kitermelése pedig kifejezetten környezetszennyező. A Stanfordi Egyetem kutatói most új módszert találhattak a vékonyabb napelemek kifejlesztésére: az átmenetifém-dikalkogenidek (TMD) lehetnek a megoldás kulcsa.

A szilícium jelenleg a napelempiac 95 százalékát uralja, de túl nehéz és rugalmatlan. A fő probléma azzal van, hogy néhány, potenciálisan napelemmel is működtethető eszközhöz ez megengedhetetlen – ilyenek például a hordható eszközök és érzékelők, illetve a repülőgépek és elektromos járművek. A Stanfordi Egyetem csapatának most sikerült előállítania egy mindössze néhány száz nanométer vastagságú aktív napelemet. A szolárpanel a korábban említett átmenetifém-dikalkogenidek és arany felhasználásával készült, ezek egy mindössze egyetlen atom vastagságú grafénrétegben pihennek. Mindez egy rugalmas, bőrszerű polimerréteg és a fényelnyelést javító tükröződésgátló bevonat közé kerül. Teljesen összeszerelve maguk a TMD-sejtek kevesebb, mint hat mikron vastagságúak. Az eszközből 15 rétegre lenne szükség, hogy elérje egyetlen papírdarab vastagságát.

Az új prototípus 5,1%-os energiaátalakítási hatékonyságot ér el, ami az ilyen típusú cellák között magas értéknek számít. A kutatók azonban úgy gondolják, hogy optikai és elektromos optimalizálással gyakorlatilag 27%-os hatásfok érhető el. A hasonló technológiai megoldásokhoz képest az eszköz százszor jobb teljesítmény/tömegarányt ért el, és grammonként akár 46 watt energiát is termelhetnek.
Ez ugyan nem tűnhet soknak, de egy kisebb napelemes eszköz (például egy drón) meghajtásához bőven elég lehet anélkül, hogy nagy extra súlyt helyeznénk a repülő robotra. Ráadásul ez a megoldás hosszú távon is megbízható, és – a szilíciumtartalmú megoldással ellentétben – nem tartalmaz toxikus anyagokat sem.