A kép csak illusztráció (Forrás: Pexels)
Jelentős mérföldkőhöz érkezett a megújuló energia fejlesztése: brit tudósok olyan perovszkit napelemeket alkottak meg, amelyek nemcsak rendkívül hatékonyak, hanem tartósak is. Az új technológia akár forradalmasíthatja a napenergia-ipart, mivel a korábban sérülékeny anyag most már képes ellenállni a hosszan tartó hőterhelésnek is, így valódi eséllyel léphet be a tömeges felhasználás világába.
A Manchesteri Egyetem kutatói, Thomas Anthopoulos professzor vezetésével sikeresen stabilizálták a perovszkit napelemeket. Ez a fejlesztés segíthet abban, hogy az eddig alacsony költségű, ám rövid élettartamú technológia globális tömegpiaci megoldássá váljon.
A megoldás kulcsa egy újfajta „molekuláris ragasztó” lett, amely kisimítja a perovszkit felületét, és megszünteti azokat az apró hibákat, amelyek korábban energiaveszteséget és anyagromlást okoztak.
Az új, „játékszabályokat átíró” perovszkit napelemek a tesztek során 25,4 százalékos energiaátalakítási hatásfokot értek el, ami már a jelenlegi élvonalba tartozik, írja az Interesting Engineering.
A perovszkit legnagyobb problémájának megoldása
A napelemek piacát évtizedek óta a szilícium uralja. Megbízható, ám nehéz, merev és drága az előállítása. A perovszkit ígéretes alternatívát jelentett, hiszen vékony, rugalmas és jóval olcsóbban gyártható. A korai változatok azonban napok alatt lebomlottak.
Ez a gyors romlás volt az utolsó nagy akadály, amely eddig megakadályozta a tömeges elterjedést. A mikroszkopikus hibák elektromos problémákat is okoztak, az energia elszivárgott, a jelenség pedig hagyományos eszközökkel szinte észrevehetetlen volt.
„A jelenlegi perovszkit anyagokról ismert, hogy hő vagy fény hatására instabillá válnak, ami gyors lebomláshoz vezet” – mondta Anthopoulos professzor. Ezek a rejtett hibák elfojtják az elektromos áram áramlását, és idő előtt tönkreteszik az anyagot, gátolva a gyakorlati felhasználást.
A kutatócsoport kis molekulájú amidínium ligandumokkal javította a szerkezetet. Ezek a speciális molekulák „molekuláris ragasztóként” működnek, védőréteget hoznak létre a perovszkit felszínén. A kémiai kötés irányítja az anyagot, hogy stabil, alacsony dimenziójú rétegekbe rendeződjön, amelyek védőpajzsként borítják a hagyományos háromdimenziós perovszkitot.
A mikroszkopikus hibák eltüntetésével és a felület kisimításával ez a bevonat biztosítja a hatékony energiaáramlást, miközben megakadályozza, hogy az anyag szélsőséges hő hatására szétesen.
Napelemek, amelyek bírják a forróságot
A tesztek során ezek a stabilizált cellák 25,4 százalékos hatásfokot értek el. Ennél is fontosabb, hogy több mint 1100 órányi folyamatos működés után is teljesítményük több mint 95 százalékát megőrizték.
Különösen figyelemre méltó, hogy a cellák 85 Celsius-fokon is stabilak maradtak, vagyis olyan extrém hőmérsékletet viseltek el, amely a korábbi perovszkit változatokat már tönkretette volna.
„A perovszkit napelemeket a hagyományos szilícium panelek olcsóbb, könnyebb és rugalmasabb alternatívájaként tartják számon, de eddig komoly kihívást jelentett a hosszú távú stabilitásuk” – tette hozzá Anthopoulos professzor. „Az általunk kifejlesztett amidínium ligandumok és az új ismeretek lehetővé teszik a kiváló minőségű, stabil perovszkit rétegek ellenőrzött növekedését. Ez leküzdheti az egyik utolsó nagy akadályt, és biztosíthatja, hogy a technológia elég tartós legyen a nagyléptékű alkalmazáshoz.”
A fejlesztés új távlatokat nyit a megújuló energia előtt, hiszen a perovszkit nyomtathatóvá válhat rugalmas felületekre, például ívelt ablakokra, könnyű kempingfelszerelésekre vagy akár ruházati anyagokra is.
A perovszkit technológia kereskedelmi hasznosításáért zajló verseny az utóbbi években felgyorsult. Kínai kutatók például 2025 decemberében egy háromdimenziós elektromos képalkotó módszert mutattak be, amely lehetővé teszi a töltéshordozók mozgásának közvetlen megfigyelését a perovszkit filmekben. Ez a technika nagy felbontású térképet ad az anyag belső elektromos viselkedéséről, és segíthet a rejtett hibák pontos feltárásában és megszüntetésében.
Az új tanulmány 2026. január 8-án jelent meg a Science című tudományos folyóiratban.
Kapcsolódó anyagok:
A napenergia jövője: egy új innováció feleslegessé teheti a napelemeket
A nyitókép csak illusztráció, forrás: Photo by Pixabay: pexels
TOP 5
