GazdaságSzerző: portfolio 53 perccel ezelőtt 3 percnyi olvasás
Olyan napelemcellát fejlesztettek ki amerikai kutatók, amelyben a drága ezüstöt réz helyettesíti, miközben a hatásfok alig marad el a hagyományos megoldástól - írja a pvtech. Az eredmény azért fontos, mert az ezüst ára az elmúlt években elszállt, és ma már a napelemek gyártási költségének akár a harmadát is kiteheti.
Olyan napelemcellákat készítettek a georgiai műszaki egyetem (Georgia Tech) kutatói, amelyekben a hagyományosan használt ezüst helyett réz vezeti el az áramot.
És ami a lényeg: a cellák hatásfoka így is elérte a 24,3 százalékot, ami alig marad el az ezüsttel készült napelemcellák teljesítményétől.
Miért van egyáltalán ezüst egy napelemben? Egy napelemcella felületén vékony, szürkés vonalhálózat fut. Ezek a vezetősávok gyűjtik össze és vezetik el a napfényből keletkező áramot – nagyjából úgy, ahogy egy levél erezete szállítja a nedvességet. A vonalakat paszta formájában nyomtatják a cellára, és eddig ez a paszta szinte kizárólag ezüstöt tartalmazott, mert az ezüst vezeti a legjobban az áramot az összes fém közül.
A gond az, hogy az ezüst nemesfém, és nagyon megdrágult. A Portfolio még januárban megírta, hogy az ezüst árrobbanása miatt az egész napelemgyártó iparág kényszerpályára került: a fém ma már a teljes gyártási költség több mint harmadát is kiteheti. A helyzet súlyosságát jelzi, hogy amikor az ezüst tavasszal unciánként 121 dollár fölé ugrott, az ipari vásárlók gyakorlatilag leálltak a vásárlással, és még a kínai napelemgyártók is elkezdtek alternatívák után nézni.
Kézenfekvő lenne rézre váltani, hiszen az nagyságrendekkel olcsóbb. Eddig azonban ennek az volt az akadálya, hogy a réz rosszabbul vezet, így a rézzel készült cellák gyengébben teljesítettek.
Most a kutatók egy kentuckyi cég, a Bert Thin Films által fejlesztett rézpasztával dolgoztak, amelyet a gyárakban már meglévő, szokásos nyomtató- és égetőberendezésekkel fel lehet vinni a cellákra. Ez lényeges szempont: nem kell új gyártósort építeni hozzá.
A trükk egy utólagos kezelésben rejlik. Önmagában sem az ezüsttel, sem a rézzel készült cella nem érte el a 20 százalékos hatásfokot sem. Mindkettőt alávetették viszont egy lézeres eljárásnak, amely javítja az érintkezést a vezetősávok és a cella között, ami után mindkettő 24 százalék fölé ugrott.
A számok végül így alakultak:
Vagyis a különbség nagyjából két tized százalékpont. A cellákat egy független amerikai laboratórium is bemérte, ahol valamivel magasabb értékek jöttek ki, de ugyanezzel a mintázattal: 24,6 százalék az ezüstnél, 24,4 a réznél.
De van egy bökkenő: a rézzel készült cellák csak úgy érték el ezt a szintet, hogy a kutatók megnövelték a rézzel borított felület arányát: 7 százalékról 18 százalékra.
Vagyis jóval több rézre van szükség, mint amennyi ezüst kellene ugyanahhoz az eredményhez.
Ez papíron rossz hír, a gyakorlatban viszont alig számít. Az ezüst ugyanis a kutatók számítása szerint átlagosan mintegy 145-ször drágább, mint a réz – idén januárban a csúcson pedig 288-szoros volt a különbség. Ekkora árelőny mellett bőven megéri több fémet felhasználni.
Ez segít abban, hogy a napelemek megfizethetőbbek legyenek, és felgyorsuljon az átállás a tiszta energiára
– mondta Ruohan Zhong, a kutatást vezető doktorandusz, aki augusztusban a legjobb hallgatói tanulmányért járó díjat nyerte el egy nemzetközi napelemipari konferencián. Szerinte a megoldás egyúttal jelentősen egyszerűsíti a gyártási folyamatot is.
Fontos ugyanakkor a méretarányokat látni. Ez laboratóriumi eredmény, nem gyári gyakorlat. Egy kutatólaborban készült néhány cella és egy évi több százmillió cellát kibocsátó gyár között óriási a távolság: kérdés, hogy a rézpaszta hosszú távon is stabilan működik-e, nem korrodálódik-e, és milyen áron állítható elő nagy mennyiségben.
Az ezüstfüggőség enyhítésére egyébként nem ez az egyetlen kísérlet. Ausztrál kutatók olyan eljárást fejlesztettek, amellyel a leselejtezett napelemekből közel teljes egészében visszanyerhető a bennük lévő ezüst, a Nemzetközi Energiaügynökség napelemes programja pedig arra jutott, hogy a kritikus nyersanyagok újrahasznosítása kulcskérdés lesz az iparág fenntartható növekedéséhez.
A háttérben pedig ott a tágabb összefüggés: a napenergia mára az európai áramellátás egyik legfontosabb pillérévé vált – ezen a nyáron az extrém hőség idején is ez volt a kontinens legmegbízhatóbb forrása, miközben a vízerőművek és az atomerőművek is akadoztak. Minél olcsóbb a napelem, annál gyorsabban bővülhet ez a kapacitás.
A címlapkép illusztráció. Címlapkép forrása: Getty Images
Napi