Minden eddiginél hatékonyabban működő napelemet hoztak létre az amerikai  National Renewable Energy Laboratory (NREL) kutatói munkatársai.

A csapat új rendszere a Nap által biztosított megvilágítással azonos fényviszonyok között 39,5 százalékot tudott felmutatni. A legújabb napelem produktivitása az NREL fejlesztőinek saját, 2020-as, 39,2 százalékos rekordját tudta felülmúlni.

Összehasonlításképpen, a gyakran használt szilícium-napelemek és az egyre elterjedtebb perovszkit-napelemek 25 százalék körüli hatékonysággal termelnek, a két anyagot kombináló tandem napelemek pedig nagyjából 30 százalékos teljesítményt kínálnak.

A csúcsdöntő napelem egyik jellegzetessége, hogy három „átmenetet” tartalmaz – ezek azok a komponensek, amelyek fény hatására elektromos áramot produkálnak. Mindegyik átmenetet más-más anyagból – jelen esetben a legfelsőt gallium-indium-foszfidból, a középsőt gallium-arzenidből, a legalsót pedig gallium-indium-arzenidből – állítják elő. Ez a három anyag a fény különböző hullámhosszaira érzékeny, ami lehetővé teszi, hogy a panelek több energiát takarítsanak be a Nap sugaraiból.

A rekord hatékonyság elérését segítő másik áttörés az volt, hogy a középső réteget kvantumvölgyekkel (quantum well) teleszórva hozták létre a tudósok. Ezen nanostruktúrák kialakításával a gallium-arzenid-réteg elektronmentes, ún. tiltott sávját ki lehetett szélesíteni, és így a társaival közösen mutatott teljesítménye jelentősen javult.

Bár az NREL találmánya a napelem-technológiai fejlesztéseknek egyszer majd jelentős lendületet adhat, a szakemberek szerint a sajátjukhoz hasonló napelemek gyártásának költségein még sokat le kell faragni ahhoz, hogy a megoldás alkalmazása kifizetődő legyen.