A napelem-ipar egyik legnagyobb problémája jelenleg – legalábbis többek között –, hogy miként lehetne olyan fogadóegységeket kifejleszteni, amelyek a lehető legnagyobb kapacitással képesek befogni és feldolgozni a Napból érkező értékes sugarakat.
A háttérben rengeteg vállalat indított kutatásokat annak érdekében, hogy az innovatív ötletek révén újabb és újabb utak nyíljanak meg az alkalmazott technológiák kapcsán, de alighanem évek óta nem született akkora áttörés, mint amit a Massachusettsi Műszaki Egyetem, avagy ismertebb nevén MIT kutatóinak sikerült megalkotniuk egy új fejlesztésű napelemmel, amely képes nem csak felhős időben, hanem akár még este is termelni az áramot. Hogy miként lehetséges mindez?
Óriási fizikai áttörés történt
A MIT szakemberei egy egészen más megközelítéssel és gondolkodásmóddal éveken át tartó kutatással elérték, hogy az eddig ismert napelemek most egy óriási fejlődés küszöbére léphessenek, hiszen sikerült áttörniük azt a Shockley-Queisser limitként ismert határvonalat, ami a napelemek maximális hatékonyságát mutatja. Az egyetem kutatói mindezt úgy érték el, hogy egy merész ötlettől vezérelve nem a napelem szerkezetét vetették alá módosításnak – mint próbálkoznak azzal nagyon sokan –, hanem a feldolgozás módszerét változtatták meg azáltal, hogy a felfogott napfényenergiából nem készítettek rögtön elektromos áramot, hanem előtte hővé, avagy hőenergiává alakították azt. Ezzel a pofonegyszerű módszerrel a gyakorlati kísérletek során bizonyítást nyert, hogy egy napelem teljesítménye, illetve az előállított elektromos áram mennyisége nagyon egyszerűen megduplázható.
Az egyetem mérnökei a gyakorlati kísérletek során egy kisebb méretű, tehát nem szabványos napelemmel kísérleteztek, amellyel a beérkező napsugárzást úgynevezett fotonikus kristályokon vezették át annak érdekében, hogy ezzel hőt termelhessenek. Az így kapott nagyobb mennyiségű hőenergiát vagy hősugárzást aztán egy optikai szűrőre továbbították, amely konkrétan a legmagasabb és legjobb minőségű fényhullámhosszra konvertálta át a sugárzást, amit már a napelem dolgozott fel, de mivel egy szűrt, koncentrált és sokkal erőteljesebb fényenergiát kapott, ezért lényegesen több, közel kétszer annyi elektromos áramot tudott előállítani belőle.
Akár már éjszaka is termelhetik az áramot a napelemek
Az MIT kutatói a fenti eredményekhez kapcsolódó hivatalos sajtótájékoztatón azt nyilatkozták, hogy ezzel az egészen új megközelítésű, kvázi hőtárolós rendszerrel már nem csak napsütésben vagy szűrt fényben lehetséges energiát termelni, hanem akár felhős időben, sőt még akár teljes sötétségben is, ha a napelem elegendő fényt és hőenergiát tudna eltárolni napközben. A szakemberek úgy vélik, hogy az általuk megálmodott technológiát a jövőben még tovább optimalizálhatják majd, ami azt jelentené, hogy a hatásfok még tovább növekedhet majd, így hamarosan elérkezhet az idő, amikor a napsugárzást már minimális veszteséggel és hatékonysággal tudjuk feldolgozni.
Mindemellett megindultak már találgatások azzal kapcsolatban is, hogy az új technológiát milyen hatékonysággal lehetne ötvözni például az átlátszó napelemmel, a hatékonyság és az átlátszóság ugyanis olyan új utakat nyithatna meg a környezetbarát energiatermelésben, amiről korábban még csak álmodni sem mert az emberiség. Egyelőre azonban most az új eljárás kidolgozásán és tökéletesítésén dolgoznak az egyetem mérnökei, és amíg nem érik el céljaikat, addig nem is szeretnének újabb utakra lépni.