Ingyen áram? Itt a forradalom: megérkeztek a napelemes ablakok!
A szerves fotovoltaikus napelemek (OPV-k) a napenergia hasznosításának egy izgalmas formáját képviselik, amely szénalapú anyagok segítségével alakítja át a napfényt elektromos árammá. Ezzel szemben a hagyományos, szilícium alapú napelemek nehéz és merev szerkezettel bírnak, míg az OPV-k rendkívül rugalmasak és könnyűek. Ezen kívül átlátszóvá is alakíthatók, ami új lehetőségeket teremt a különböző alkalmazások számára. A speciális polimerek és kis molekulák felhasználásának köszönhetően vékony filmekké alakíthatók, így egyedi tervezési megoldásokat kínálnak.
A különleges nyomtatási eljárások integrálásával a költségek jelentősen csökkenthetők, ami kedvezően hat a gyártási kiadásokra a szilícium alapú napelemekhez viszonyítva. Jelenleg azonban az utóbbiak olcsóbb előállítással rendelkeznek, mivel a meglévő infrastruktúrák támogatják őket. Ezzel szemben az OPV (organikus fotovoltaikus) technológia világosan ígéretes kilátásokkal bír, hiszen a jövőben lehetőség van arra, hogy a költségeik még kedvezőbbé váljanak.
Van viszont egy kis gond velük, méghozzá a hatékonyság. Míg a szilícium napelemek hatásfoka meghaladja a 25 százalékot, az OPV-k első generációja nemigen büszkélkedhetett a maga alig 10 százalékával. De a dolgok változnak. Egy új fejlesztésnek köszönhetően nemrég sikerült 20,43 százalékos teljesítménykonverziós hatékonyságot elérni az OPV-knél, és 18 százalékosat mini napelem-modulokban.
"Kutatásunk számos összetevőt tartalmaz, amelyek közelebb vihetik az OPV-ket a kereskedelmi forgalomba hozatalhoz. A 20 százalékos hatékonysági cél túllépése a kis felületű eszközöknél és a 18 százalékos hatékonyság a mini moduloknál egy lépéssel közelebb viheti az OPV-ket szervetlen társaikhoz. A jövőbeli kutatási erőfeszítéseknek az ipari követelményekre kell irányulniuk, hogy az OPV-technológia kikerülhessen a laboratóriumokból" - írják az Imperial College London kutatói a Nature Materials folyóiratban.
Persze addig még jó pár nehézséget kell leküzdeni. A legfontosabb ezek közül az élettartam. A hagyományos szilícium panelek 25-30 évig bírják, míg az OPV-k jelenleg 5-10 évig őrzik meg a teljesítményüket. Az oxigénnek, nedvességnek és UV-sugárzásnak való kitettség ugyanis leronthatja a szerves anyagokat, ami a hatékonyság csökkenéséhez vezethet. Igaz, ezen a téren is vannak ígéretes előrelépések: olyan új adalékanyagok bevezetése, amelyek segítenek megerősíteni a szoláris réteg szerkezetét.
A szakértők optimista nézőpontból közelítik meg a kérdést, miszerint a bemutatott kihívások ellenére a szerves fotovoltaikus napelemek hamarosan elérhetik a mindennapi életünket. Igaz, hogy a tetőtéri szilíciumpaneleket még nem fogják teljes mértékben kiváltani, de különleges jellemzőik révén új és innovatív megoldásokat kínálhatnak, mint például napelemes ablakok, amelyek tökéletesen illeszkednek a modern otthonokhoz.
