A napelem működéséről azt mindenki tudja, hogy a napfény segítségével termel elektromos áramot. Az viszont már jóval kevésbé ismert, mi történik azokban a pillanatokban, amikor a fénysugár eléri a panel felszínét. A londoni Imperial College és a Newcastle Egyetem kutatóiból álló csapat most ezt vizsgálta meg.

A tudósok a szerves fotovoltaikus anyagokat (organic photovoltaic cell, OPV) vették górcső alá, amelyek a hagyományos, szilíciumra épülő panelekhez képest jóval olcsóbb és rugalmasabb alternatívát jelentenek. A szakemberek szerint azért is fontos megérteni, hogy mi történik az első pillanatokban, mert ez hozzásegíthet ahhoz, hogy a jövőben még hatékonyabb napelemeket fejlesszenek.

Álomhatárnál a napelemek: 39,5%-os hatékonyságot mutat egy amerikai labor új panelje

Az ELTE kutatói a napraforgók fénymaximalizáló viselkedését vizsgálva arra jutottak, hogy a napelemtáblák akkor termelik a legtöbb energiát Magyarországon, ha nem délre, hanem a dőlésszögüktől függően kissé kelet felé tájolják azokat.

A Nature Communications-ben megjelent tanulmány szerint a tudósok a megfigyeléshez ultragyors lézereket, valamint röntgensugárzást alkalmaztak, majd az így nyert adatokból megnézték, milyen változás történt a panelben. Az OPV felületére 15 femtoszekundumon, vagyis 0,000 000 000 000 015 másodpercen át lőtték a lézert, majd egy röntgenimpulzus segítségével megmérték, mi történik ilyenkor az anyagban.

A röntgen alapján úgy találták, a fény kiüti az elektronokat a helyükről, így pedig egy elektron és egy „lyuk” párosa keletkezik. Ez a kezdeti állapot aztán rendkívül gyorsan, nagyjából 50 femtoszekundum leforgása alatt átrendeződik egy új, stabilabb állapotba. Emellett a kísérlet azokat a korábbi számítási eredményeket is igazolta, melyek szerint a kezdeti állapotot az anyagban lévő molekulaláncok távolsága határozza meg.

Lehet, hogy át kellene tájolni a napelemeket Magyarországon

Az ELTE kutatói a napraforgók fénymaximalizáló viselkedését vizsgálva arra jutottak, hogy a napelemtáblák akkor termelik a legtöbb energiát Magyarországon, ha nem délre, hanem a dőlésszögüktől függően kissé kelet felé tájolják azokat.

A kutatók úgy vélik, a fotofizikai megfigyeléseknek köszönhetően a jövőben még hatékonyabb napelemeket tudnak majd építeni.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.