A szilícium fotovoltaikus cellák továbbra is uralják a napenergia piacát. Vannak azonban alternatív technológiák, amelyek meg akarják törni ezt a monopóliumot. E technológiák némelyike szerves anyagokat használ, például a tofuban vagy a fürdősóban lévő összetevőket, és évek óta próbálják kiszorítani a szilíciumot. A folyóiratban nemrég megjelent tanulmány Természet Energia új megoldást javasol a napenergia egyik fő problémájára: a hatékonyságra. A probléma a természetes fény nagy pazarlásában rejlik a jelenlegi rendszerekben.
Ezzel összefüggésben a Kunta Yoshikawa vezette csapat bemutatta az első szilíciumból készült napelemet, amely meghaladja a 26%-os hatékonyságot a napfény elektromos árammá alakításában, ami előrelépést jelent a korábbi 25,6%-os rekordhoz képest. Ez az előrelépés nagyon fontos, mivel a jelenlegi technológia folyamatosan fejlődik és javul a fotokonverzió szempontjából.
Az áttörés elérése érdekében Yoshikawa és csapata a heterojunkciós szerkezet, két rétegből álló szerkezet: az egyik monokristályos szilícium és a másik amorf szilícium a tetején. Ez az intelligens kialakítás lehetővé teszi több napfény rögzítését és hatékonyabb elektromos energiává alakítását.
Ennek az új sejtnek a tulajdonságai, mint például az élettartam, soros ellenállás és az optikai tulajdonságokat egyidejűleg javítani kell a fényveszteség további csökkentése érdekében. A becslések szerint további kutatásokkal az energiahatékonyság elérheti a 29%-ot a következő években, ami újabb minőségi ugrást jelentene a napelemek fejlődésében.
A legújabb technológiai fejlemények: perovskit sejtek
A fotovoltaikus energiával kapcsolatos legújabb kutatások is rávilágítottak a felhasználásra perovskite. Ez a szintetikus anyag forradalmasította a napelemek hatékonyságát, köszönhetően annak, hogy képes növelni a napfény elnyelését. A szilícium napelemek perovszkittal való kombinációja meghaladhatja a 30%-os hatásfokot.
Ezek az előrelépések különösen jelentősek, ha figyelembe vesszük, hogy a hagyományos szilícium napelemek elméleti hatékonysági határa 33,7%, az úgynevezett Shockley-Queisser határ. A perovszkit szilíciummal kombinálva a jövőben akár 43%-os hatékonyságot is elérhet a szakértők szerint.
Új tervek és alkalmazások
A Massachusetts Institute of Technology (MIT) szintén fontos előrelépéseket tett ezen a területen. 2016-ban nyilvánosságra hozta egy függőleges napelem létrehozását, amely akár 20-szor több energiát termel, mint a hagyományos panelek. Innovatív kialakítása lehetővé teszi, hogy egész nap energiát rögzítsen a nap mozgásának követésével.
Ezek az új kialakítások nemcsak a napelemek hatékonyságát javítják, hanem új lehetőségeket teremtenek a napelemek épületekbe, autókba, sőt mobil eszközökbe történő integrálására is. Képzeljen el egy olyan világot, ahol mobiltelefonja vagy elektromos autója közvetlenül a saját házából vagy tetejéről töltődik napenergiával – ez a lehetőség valóságosabbá válik a kompakt és rugalmas napelem szupercellák legújabb fejlesztéseivel.
Politikai kihívások Spanyolországban
Ami a politikai kontextust illeti, egyes országokban, például Spanyolországban továbbra is jelentős akadálya a napenergia önfogyasztásának. 2015-ben a spanyol kormány jóváhagyta a napadó, olyan intézkedés, amely megadóztatja a napenergia saját felhasználását. Ugyanígy adminisztratív akadályok és napelemek telepítési követelményei gátolják e megújuló energiaforrás fejlesztését az országban.
La Európai Bizottság nemrég közbelépett, hogy magyarázatot kérjen a témában. Az Energiaügyi Minisztériumnak küldött levelében Brüsszel nem ért egyet a korlátozó saját fogyasztási politikával, és az eljárások egyszerűsítését javasolta a megújuló energia bevezetésének ösztönzése érdekében. A jogi akadályok felszámolása elengedhetetlen ahhoz, hogy a napenergia egyenlő feltételekkel versenyezhessen a hagyományos energiaforrásokkal.
Mindezekkel a technológiai fejlődésekkel és a napenergia iránti növekvő érdeklődéssel a fotovoltaikus cellák hatékonysága tovább fog javulni. A napenergia jövője fényesnek tűnik, fejlesztése iránt egyre több ember és intézmény érdeklődik.