Új mércét állítottak fel a hajlékony napelemek tesztelésére

A hajlékony napelemek – különösen a perovszkitalapúak – egyre nagyobb teret nyernek az olyan alkalmazásokban, mint az okosruházat, a viselhető eszközök vagy az ívelt felületeken, például autótetőkön és a drónok karosszériáján. A kétségtelen terjedés ellenére eddig nem létezett egységes szabvány, ami lehetővé tette volna a mechanikai teljesítményük és tartósságuk összehasonlítható értékelését. Ezen változtathat a spanyol Rovira i Virgili (URV) Egyetem nemzetközi tudóscsapata.

A kutatók által kifejlesztett új hajlítási teszt protokoll mérföldkőnek számít a rugalmas napelemek mechanikai teljesítményének jellemzésében. Az eljárás egyszázalékos feszültség alatt végzett, több mint ezer hajlítási ciklus során méri a napelemek hatékonyságát, így pontos képet ad az eszközök ellenállóképességéről.

„Ez az első próbálkozás a fotovoltaikus energia és a hajlékony elektronika közötti szabványosításra” – magyarázta Lluís Marsal, a projekt vezető professzora. A közlemény kifejti: a hajlékony napelemek lényegesen eltérnek a hagyományos, merev panelektől, mind anyaghasználatban, mind felhasználási területeikben. Míg a merev panelek általában szilíciumalapúak, és jellemzően fix felületeken helyezkednek el, a hajlékony napelemek könnyebb, rugalmasabb anyagokból készülnek. Ez lehetővé teszi, hogy ívelt felületeken is alkalmazhatók legyenek, miközben a hatékonyságuk alig csökken. A kis tömegük miatt szintén ideálisak például drónoknál vagy repülőgépeknél, amelyek esetében a súly kritikus tényező. A mechanikai tulajdonságaik révén ezek az eszközök jobban bírják a hajlítási és mozgási igénybevételt, így extrémebb környezetekben is megállják a helyüket. Az ilyen rugalmasság alapfeltétel például az űripari alkalmazásoknál vagy az ívelt járműfelületeknél.

Védelem a környezeti hatásokkal szemben

Az új protokoll nemcsak a hajlékonyság tesztelésére terjed ki, hanem javaslatokat tesz a különböző környezeti tényezők – például hőmérséklet és páratartalom – hatásainak vizsgálatára. A kutatók az eszközök burkolásának és zárórétegeinek javítására is kitértek, amelyek megvédik a napelemeket a nedvességtől és a hőmérsékleti ingadozásoktól. A protokoll kidolgozásában 12 ország 23 szakértője vett részt. Az egységesített teszt nemcsak a hajlékony napelemekre terjed ki, hanem más rugalmas elektronikai eszközökre, például fotodetektorokra és szuperkondenzátorokra is. Marsal szerint a jövőben továbbfejlesztett protokollokra ugyancsak szükség lesz, hogy figyelembe vegyék például a stabilitás, csavarodás, valamint a tapadás tulajdonságait.

Új irány a napenergia hasznosításában

Az egységesített hajlékonysági teszt emeli a kutatások színvonalát és elősegíti a hajlékony napelemek gyakorlati alkalmazását. Az ilyen technológiák képesek lesznek meghódítani azokat a területeket, ahol a merev panelek nem versenyképesek. Ilyen szegmens például a hajlékonyságot megkövetelő intelligens textília vagy az ívelt felületekkel dolgozó járműipar és űripar. A hajlékony napelemek egyre közelebb visznek minket egy olyan jövőhöz, amelyben az energiaforrások nemcsak hatékonyak, de az életünk minden szegmensébe is integrálhatók.

Gábor János, NEW technology