Sok szakértő úgy gondolja, hogy a perovszkit napelemek jelenthetik a napenergia jövőjét, az instabilitás és az ólomszivárgás miatt azonban egyelőre nem sikerült a gyakorlatban is jól működő paneleket gyártani. A Hongkongi Városi Egyetem munkatársainak friss eredményei ugyanakkor komoly előrelépést hozhatnak ezen a téren – írta az alternativenergia.hu.

Mi is az a perovszkit napelem? 

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. Jelenleg a perovszkit napelemek legmagasabb hatékonysága nagyjából megegyezik a legkorszerűbb, szilikon alapú cellákéval. Előbbiek viszont ólmot is tartalmaznak, ami a szivárgás révén idővel komoly környezeti veszélyt jelenthet. Alex Dzsen Kvan-jue és kollégái a problémát úgy oldották meg, hogy kétdimenziós fém-szerves vázakat (MOF-ok) adtak a rendszerhez, Dzsen szerint ezzel elsőként tudtak létrehozni minimalizált szivárgású, de igen hatékony perovszkit napelemeket.

A szakértők korábban is használtak hasonló vázakat a panelekben, a háromdimenziós MOF-ok többsége viszont elektromos szigetelőként viselkedik, és a töltéshordozásuk sem megfelelő. A koreai kutatók által létrehozott struktúrák ugyanakkor kétdimenziósak, méhsejtekre emlékeztetnek, és több kéntartalmú szerves vegyületet, úgynevezett tiolcsoportot is tartalmaznak, ennek köszönhetően pedig nemhogy csökkentik, hanem éppenséggel növelik a hatékonyságot.

A MOF-okban lévő tiolok és diszulfidok ráadásul a nehézfém-ionokat is befogják, ezzel csökkentve az ólom szivárgását. Dzsen szerint adataik azt mutatják, hogy a vázak az amortizálódó perovszkitekből kiáramló ólom 80 százalékát képesek kiszűrni. Más, korábbi megoldásoktól eltérően a technika hátterében nem a fizikai, hanem a kémiai befogás áll. A csapatnál úgy gondolják, hogy a MOF anyaga az oxidáció és a nedvesség ellen is védheti a perovszkitet. Dzsenék bíznak benne, hogy technológiájukkal stabil, környezetbarát, hatékony és hosszú távon is fenntartható paneleket alkothatnak majd. Ehhez természetesen folytatni kell a két éve tartó projektet, és további finomításokat kell bevezetni a rendszerben.

Képek: City University of Hong Kong