Kövess minket!

NewsletterGoogle+RSS
Feliratkozom a heti hírlevélre

Utolsó hozzászólások

2017. 07. 27. - 09:10KGabi

Mi is tudunk munkát adni: mérnököknek  Jooble 

2017. 06. 20. - 20:31Hitetlen Tamás

Ez a cikk egy idealista naíva.

A cél dátum 2067-2117. A holdrajutás 1968(?) Marsra még csak szonda és robot jutott.

A Bioszféra 2 program megbukott. Voltak sikeresebb kísérletek, de kísérletek.

2017. 05. 23. - 09:12Anonymous

Hiya very cool web site!! Guy .. Excellent .. Superb

.. I'll bookmark your blog and take the feeds also? I'm satisfied to find numerous helpful info here in the put

up, we need develop extra techniques on this regard, thank you for sharing.

. . . . .

Non plus ultra napelemek közelében a fiatal magyar fizikusok.

2013.05.15.
Az eddig nem kutatott nanokristályos formájú szilícium modellezésével bizonyítja Gali Ádám és csapata a napelemek fejlesztésnek további határait.

"Óriási módszertani áttörésnek" nevezte Gali Ádám, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Szilárdtestfizikai és Optikai Intézetének és a BME Atomfizika Tanszékének kutatója azokat az elméleti számításokat, amelyek eredményéről a közelmúltban számolt be doktoranduszával, Vörös Mártonnal, valamint a University of California, Davis egy kutatócsoportjának tagjaival.
A magyar fizikusok és tengerentúli társaik az általuk kifejlesztett programmal azt vizsgálták, növelhető-e a napelemek hatásfoka nanokristályokkal, vagyis nanométer méretű kristályszemcsékkel. A kutatók szerint a kérdésre a válasz: igen. "Az elméleti számításokkal sikerült kimutatnunk, hogy a szilícium egy kevéssé vizsgált speciális fajtája, az úgynevezett tércentrált köbös szerkezetű szilícium nemcsak hogy jobban nyeli el a fényt, de nanokristályos formában az ütközéses ionizáció, vagyis az a kölcsönhatás, amelynek következtében egy magas energiájú töltéshordozó több alacsony energiájú töltéshordozót hoz létre, nagyon hatékony" -– összegezte eredményeiket Gali Ádám. Mint elmondta, korábban már sikerült ilyen nanokristályokat létrehozni, arra azonban eddig senki sem gondolt, hogy a napelemek hatásfokát éppen ezekkel a nanokristályokkal lehetne növelni. Márpedig ez az olcsó és környezetbarát energia előállításának egyik kulcskérdése.

      

BC8 tércentrált köbös szerkezetű szilícium-nanokristály. Egy magas energiájú (kék színű) elnyelt foton egy magas energiájú elektron-lyuk párat kelt, ami hatékonyan bomlik le két, alacsonyabb energiájú elektron-lyuk párra. Az elektron és lyuk megtalálási valószínűségét a piros és kék színű felhők jelzik a nanokristályban.
 
A jelenlegi, viszonylag olcsó, félvezető anyagból felépülő napelemek hatásfoka ugyanis még a technológia tökéletesítése esetén sem mehet az elméleti, körülbelül 32 százalékos határ fölé. A háztetőkön látható poliszilícium napelemek pedig még ennek - az eddig csupán laboratóriumi körülmények között elért – elméleti hatásfoknak a felét sem érik el. "Ez azt jelenti, hogy a fény energiájának legkevesebb 68 százalékát nem hasznosítjuk, a nem hasznosuló energia nagy részét pedig a napelem melegítésére pazaroljuk el" – hangsúlyozta a lendületes kutató.
A probléma egyik megoldása az ütközéses ionizáción alapulhat. "A folyamat ahhoz hasonló, mint ami a diódákban tapasztalható negatív előfeszítés esetén, de ebben az esetben külső elektromos tér nélkül is létrejön" – magyarázta Gali Ádám. A kutatók azt remélik, hogy hőtermelés helyett sikerül további energiát továbbítani az elektromos szektorba. Mindezt úgy, hogy egy napelem által elnyelt, magas energiájú fénykvantum (foton) nem egy töltéshordozót generál, mint a szokványos napelemekben, hanem akár kettőt-hármat is. Ennek hatására a napelem akár másfélszer annyi áramot termelhet, növelve a hatásfokot. "Ez nagyon nagy szó egy olyan területen, ahol már egyetlen százalék hatásfokjavítás is áttörést jelent" – emelte ki a fizikus.

Mivel az ütközéses ionizáció a szilíciumkristályban nagyon alacsony hatásfokú, a kutatók olyan anyagokat kezdtek keresni, amelyeknél nem az. "Ilyenek a csupán néhány ezer atomot tartalmazó nanokristályok, amelyekben a kvantummechanikai kölcsönhatásnak köszönhetően megnő az ütközéses ionizáció folyamatának hatásfoka. Ráadásul előállításuk nem igényel bonyolult, a jelenlegi napelemekhez használt technológiát – például nem kell annyira figyelni az eljárást jelentősen megdrágító tisztaságra - így ez megoldás nem csak hatékonyabb, de egyben olcsóbb napelemet is eredményez" – sorolta a felismerésből fakadó előnyöket Gali Ádám.

A lendületes kutató doktoranduszával, Vörös Mártonnal, valamint a University of California, Davis szakembereivel, Stephan Wippermann és Dario Rocca posztdoktor kutatókkal, illetve Giulia Galli és Zimányi T. Gergely professzorokkal és más kísérleti csoportokkal közösen azon dolgoznak, hogy a harmadik generációs napelemekhez szükséges nanokristályokat hozzanak létre. A kutatók bíznak benne, hogy erőfeszítéseik – amelyeket az MNV Zrt. is támogat – eredményeként akár egy éven belül megszülethet az első laboratóriumi napelem.

Napelemek három generációja: Az első generációs napelemek előállításához félvezető-technológiát, valamint tipikusan szilíciumszeleteket használnak. A második generációs napelemszerkezetek vékonyrétegekből készülnek. Az eljárás hátránya, hogy vagy a gyártási költség túl magas a napelem hatásfokához képest, vagy a napelem hatásfoka lesz alacsony. A harmadik generációs napelemek előállításánál az egyik lehetséges irány a félvezető nanokristályos szerkezetek használata. A kutatók azt remélik, hogy alacsony gyártási költség mellett is sikerül a napelem hatásfokát növelni.

Forrás: MTA

Cikk értékelése: 
Szerző: Brigitte

Új hozzászólás

Filtered HTML

  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • Engedélyezett HTML jelölők: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <p>
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.

Plain text

  • A HTML jelölők használata nem megengedett.
  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.
CAPTCHA
Ezzel a feladattal teszteljük, hogy valódi látogató vagy-e.

Kapcsolódó cikkek

Nyomásra elektromos áramot termelő pálcika-vírusok
Karbamid alapú üzemanyagcellák is beszállhatnak az energiaversenybe
Amerikai kutatók olyan számítógépes programot dolgoztak ki, amely egészen az egyes utcák és házak szintjéig lebontva képes pontosan mérni az üvegházhatású gázok kibocsátását.
Fotoszintézishez optimalizált fénydiódákkal spórolhatnak a növénytermesztők.

Friss hírek

E-hajtómű? Miért ne?