Új napfény koncentrátorok tovább növelik a napelemek hatásfokát

Az ún. lumineszcens napfény koncentrátorok első változatai az 1970-es években születtek meg a mérnöki agyakban. Egy átlátszó filmrétegbe megfelelő tulajdonságú festékanyagokat ültettek, amelyek a napfényt széles színtartományban elnyelik, majd egy szűkebb (pl. csak vörös) tartományban kibocsátják. Ezzel kiküszöbölhető a fotovoltaikus cellák azon előnytelen tulajdonsága, hogy csak bizonyos hullámhossz tartományokban működnek jó hatásfokkal (a hullámhosszokat mintegy szétválogatva, minden tartományhoz az optimális cella használható). A lumineszcens napfény koncentrátorok modern változataiban az organikus festékanyagok helyett már ún. kvantumpontokat (quantum dots) alkalmaznak.

A hagyományos, tükrös napfény koncentrátorokkal szembeni nagy előnyük, hogy szórt napfényben – felhős időben – is működnek. Éppen ezért az sem szükséges, hogy folyamatosan a Napra nézzenek, így megspórolható a bonyolult követőrendszer. A legnagyobb probléma, ami eddig megakadályozta a kereskedelmi forgalomban való elterjedésüket, az hogy viszonylag nagy a veszteségük, vagyis az elnyelt fény egy jó részét nem juttatják tovább a napelemhez.

A Kalifornia Egyetem (Merced) kutatói szakítottak a hagyományos sík konstrukcióval és „feltekerték” a koncentrátort. „Az újratervezés eredménye minket is meglepett, mivel jobban megnövelte a hatásfokot, mint gondoltuk” – mondta Sayantani Ghosh professzor. A cső több napfényt nyel el, ráadásul kisebb a vesztesége is. A rendszer teljesítményét így úgy sikerült növelni, hogy a kvantumpontok száma változatlan maradt. Ezzel a költségeket is sikerült csökkenteniük a kutatóknak.

Lumineszcens napfény koncentrátorok sík (fent) és üreges henger változata (lent) (Kalifornia Egyetem - Merced)

Forrás: California University

Ritzinger György