Az ausztrál Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) tudósai a tiszta energiával kapcsolatos jelentős áttörés révén egy nemzetközi kutatás élére álltak, hogy új hatékonysági rekordot érjenek el a teljesen hengerről hengerre nyomtatott napelemek esetében.
A technológia, amely vékony műanyag fóliára nyomtatott, könnyű, rugalmas napelemeket tartalmaz, a napenergia alkalmazási területeinek jelentős bővülését ígéri.
A napelemek rugalmasságának és telepítésének új korszaka
A hagyományos szilícium napelemekkel ellentétben, amelyek merevek és nehezek, a nyomtatott napelemek kivételes rugalmassággal és hordozhatósággal büszkélkedhetnek. Ez a technológia korábban elképzelhetetlen alkalmazások széles skáláját nyitja meg a városi építkezések, a bányászat, a vészhelyzet-kezelés, a katasztrófaelhárítás, az űrkutatás, a védelem és a személyi elektronika területén.
A CSIRO megújuló energiarendszerek csoportjának vezetője, Dr. Anthony Chesman kiemeli a CSIRO hosszú évek, közel egy évtizedes kutatásának csúcspontját:
„A CSIRO vékony és könnyű napelem cellái a laboratóriumból kikerülve tiszta energiát termelhetnek hamarosan a való világban… Számos mérnöki problémát oldottunk meg, hogy rekord eredményeket érjünk el az összekapcsolt modulok nagy felületén.”
Tekercsről tekercsre nyomtatás: a méretezhetőség kulcsa
A rekordot jelentő hatékonyságot a tekercsről tekercsre nyomtatással valósítottuk meg, ami lehetővé teszi a nagyüzemi gyártást.
„A nyomtatási módszer lehetővé teszi, hogy a cellákat nagyon hosszú, folyamatos műanyagtekercseken állítsák elő, ami drámaian megnövelheti a gyártási sebességet. A nyomtatott hajlékony napelemek sikeres kereskedelmi forgalomba hozatala jelentős gazdasági és környezeti előnyökkel járhat Ausztrália és az egész világ számára”,
magyarázza Dr. Chesman.
Fejlett anyagok és gépi tanulás
A tekercsről tekercsre nyomtatás mellett a CSIRO innovatív megközelítése egy fejlett anyagot, a perovszkitot is magában foglalja. Dr. Doojin Vak, a CSIRO vezető kutatója szerint: „A perovszkitok a feltörekvő cellaanyagok egy osztályát jelentik. Azért figyelemre méltóak, mert tintává alakíthatók és ipari nyomtatókban használhatók.”
Az optimalizálási folyamat során az automatizálást és a gépi tanulást is felhasználták. „Kifejlesztettünk egy olyan rendszert, amellyel naponta több mint tízezer napelemet tudtunk gyorsan előállítani és tesztelni – ez manuálisan lehetetlen lett volna”, teszi hozzá Dr. Vak. „Ez lehetővé tette számunkra, hogy azonosítsuk a roll-to-roll folyamat különböző paramétereinek optimális beállításait, és gyorsan meghatározzuk a legjobb eredményeket biztosító körülményeket.”
A nyomtatott napenergia jövője
A kutatók elismerik, hogy a perovszkit napelemek jelenleg a hatékonyság és az élettartam tekintetében lemaradnak a szilícium napelemek mögött. A CSIRO azonban egyedülálló szerepet szán a nyomtatott napenergia-technológiának.
„Mivel ezeket a perovszkit napelemeket műanyag fóliára nyomtatják, nagyon könnyűek, rendkívül rugalmasak és hordozhatók. A hagyományos szilícium napelemek merevsége és súlya megnehezítheti a mozgatásukat. A mi vékony, könnyű napelemünk könnyen szállítható bárhová, ahol süt a nap”,
mondja Dr. Chesman.
A CSIRO a Cambridge-i Egyetem, a Monash Egyetem, a Sydney-i Egyetem és az Új-Dél-Walesi Egyetem együttműködésével érte el az eredményeket, amelyeket a Nature Communications című folyóiratban tettek közzé.
(forrás)
