Egy japán kutatócsoport által kifejlesztett eljárás lehetővé teheti, hogy a napelemek teljesítménye – többféle értelemben is – az eddig elméletileg meghatározott maximum fölé emelkedjen.
A Kyushu Egyetem szakértői a szingulett hasadás nevű jelenséget alkalmazták, amelynek során egy fotonból két energiarészecske keletkezik. Újdonságuk, hogy olyan molekuláris szerkezeteket – úgynevezett „királis” elrendeződésűeket – alkalmaznak, amelyek egymás tükörképei, ám nem egymásba fordíthatók. Ezek drámaian megnövelik a szingulett hasadás hatékonyságát.
A napelemek jelenlegi elméleti teljesítményét a Shockley–Queisser határ szabja meg: e szerint az egyszeres átmenetet alkalmazó napelemek maximális hatékonysága mindössze 33,7%. A mostani fejlesztés azonban elméletileg akár 45%-ra is növelheti ezt a képességet, ami jelentős ugrást jelent a napenergia-hasznosítás terén.
A kutatók – a Science Blog nyomán – tetracén-dikarbonsav és királis aminok kombinációjával speciális nanorészecskéket állítottak elő vízben. Ezek összeállva képesek arra, hogy egy fotonból két külön energiarészecskét hozzanak létre, rendkívül gyorsan. Ha ugyanilyen részecskéket királis szerkezet nélkül próbáltak, nem találtak szingulett hasadást.
A technológia még kutatási stádiumban van, de komoly potenciállal bír az energia-gyűjtési megoldások — többek között napelemek — fejlesztésében. Különösen fontos előrelépés, hogy a korábbi szingulett hasadás tanulmányok szilárd anyagokra koncentráltak, míg ez az új irány a molekuláris szerveződés tudatos manipulálásával kíván hatékonyságot növelni.
Forrás: HVG, 2025. május 3.
