A printable, flexible, organic solar cell | Hannah Bürckstümmer

Fordító: Péter Pallós Lektor: Reka Lorinczy

You may have noticed that I'm wearing two different shoes.

Talán észrevették, hogy nem páros cipőt viselek.

It probably looks funny --

Különösnek tűnhet,

it definitely feels funny --

és határozottan fura érzés,

but I wanted to make a point.

de fel akartam hívni vele a figyelmet.

Let's say my left shoe corresponds to a sustainable footprint,

Mondjuk, a bal cipőm a fenntartható lábnyomnak felel meg,

meaning we humans consume less natural resources

annak, ha mi, emberek kevesebb természetes erőforrást használunk,

than our planet can regenerate,

mint amennyit bolygónk képes újratermelni,

and emit less carbon dioxide than our forests and oceans can reabsorb.

és kevesebb CO₂-t bocsátunk ki annál, amennyit erdeink s óceánjaink elnyelnek.

That's a stable and healthy condition.

Ez stabil és egészséges állapot.

Today's situation is more like my other shoe.

A mai helyzet viszont inkább a másik cipőmre hasonlít.

It's way oversized.

Túl bő.

At the second of August in 2017,

2017. augusztus 2-ára

we had already consumed all resources our planet can regenerate this year.

már elfogyasztottuk az összes forrást, melyet idén bolygónk képes újratermelni.

This is like spending all your money until the 18th of a month

Ez olyan, mintha 18-ára összes pénzünket elköltöttük volna,

and then needing a credit from the bank for the rest of the time.

majd a hátralévő időre bankhitelre lenne szükségünk.

For sure, you can do this for some months in a row,

Biztosan meg lehet ezt tenni egypár hónapig,

but if you don't change your behavior,

de ha viselkedésünkön nem változtatunk,

sooner or later, you will run into big problems.

előbb-utóbb nagy bajba kerülünk.

We all know the devastating effects of this excessive exploitation:

Ismerjük e túlzott kizsigerelés pusztító hatását:

global warming,

általános fölmelegedés,

rising of the sea levels,

tengerszint-emelkedés,

melting of the glaciers and polar ice,

gleccserek és a sarki jég olvadása,

increasingly extreme climate patterns and more.

szélsőséges éghajlati jelenségek stb.

The enormity of this problem really frustrates me.

A gond szörnyűsége nagyon is zavar.

What frustrates me even more is that there are solutions to this,

De még jobban zavar, hogy ugyan vannak rá megoldások,

but we keep doing things like we always did.

de ugyanúgy járunk el, mint eddig.

Today I want to share with you

Ma elmondom önöknek,

how a new solar technology can contribute to a sustainable future of buildings.

hogyan járul hozzá az új naptechnológia épületek fönntartható jövőjéhez.

Buildings consume about 40 percent of our total energy demand,

Épületeink használják föl teljes energiaigényünk kb. 40%-át,

so tackling this consumption

így e fogyasztás megoldása

would significantly reduce our climate emissions.

jelentősen csökkenti az éghajlati emissziót.

A building designed along sustainable principles

A fenntarthatósági elvek szerint tervezett épület

can produce all the power it needs by itself.

megtermeli saját energiaigényét.

To achieve this,

Ehhez először lehetőség szerint

you first have to reduce the consumption as much as possible,

csökkenteni kell a fölhasználást

by using well-insulated walls or windows, for instance.

pl. jól szigetelt falakkal és ablakokkal.

These technologies are commercially available.

E megoldások már a kereskedelemben kaphatók.

Then you need energy for warm water and heating.

Továbbá energia kell a meleg vízhez és a fűtéshez.

You can get this in a renewable way from the sun

Megújuló módon hozzájuthatunk a napból

through solar-thermal installations

naperőművek révén,

or from the ground and air, with heat pumps.

vagy talajból s levegőből hőszivattyúkkal.

All of these technologies are available.

Ezek kapható technológiák.

Then you are left with the need for electricity.

Hátra van még a villamosáram-igény.

In principle, there are several ways to get renewable electricity,

Elvileg több módja van megújuló villamos áramot termelni,

but how many buildings do you know which have a windmill on the roof

de hány olyan épületet láttak, amelynek szélkerék van a tetején

or a water power plant in the garden?

vagy vízerőmű a kertjében?

Probably not so many, because usually, it doesn't make sense.

Valószínűleg nem sokat, mert általában értelmetlen lenne.

But the sun provides abundant energy to our roofs and facades.

De a Nap rengeteg energiát közöl tetőinkkel és homlokzatainkkal.

The potential to harvest this energy at our buildings' surfaces is enormous.

Hatalmas a lehetőség, hogy befogjuk épületeink felületein ezt az energiát.

Let's take Europe as an example.

Vegyük példaként Európát.

If you would utilize all areas which have a nice orientation to the sun

Ha a Naphoz képest jó irányban fekvő minden területet hasznosítanánk,

and they're not overly shaded,

amely nincs túlságosan árnyékban,

the power generated by photovoltaics

a napelemekkel termelt energia

would correspond to about 30 percent of our total energy demand.

teljes energiaszükségletünk kb. 30%-át fedezné.

But today's photovoltaics have some issues.

De a mai napelemekkel vannak gondjaink.

They do offer a good cost-performance ratio,

Kedvező költség–teljesítmény-arányúak,

but they aren't really flexible in terms of their design,

de dizájn szempontjából nem elég rugalmasak,

and this makes aesthetics a challenge.

ezért esztétikai téren vitathatók.

People often imagine pictures like this

Gyakran ilyen kinézet jut eszünkbe,

when thinking about solar cells on buildings.

ha napelemes épületre gondolunk.

This may work for solar farms,

Ez naperőműveknél elmegy,

but when you think of buildings, of streets, of architecture,

de épületek, utcák és építészet esetében

aesthetics does matter.

az esztétikumnak igenis van jelentősége.

This is the reason why we don't see many solar cells on buildings today.

Ezért nem látunk sok napelemet ma épületeken.

They just don't match.

Nem illenek oda.

Our team is working on a totally different solar-cell technology,

Csoportunk teljesen más napelem-technológián dolgozik.

which is called organic photovoltaics or OPV.

Ezt szerves fotovillamos napelemnek, röviden OPV-nek hívjuk.

The term organic describes

A szerves szó arra utal,

that the material used for light absorption and charge transport

hogy a fényelnyelésre és töltésvezetésre alkalmazott anyag

are mainly based on the element carbon,

többnyire elemi szénen,

and not on metals.

nem pedig fémeken alapul.

We utilize the mixture of a polymer

Polimer keveréket használunk,

which is set up by different repeating units,

amely különböző ismétlődő egységekből áll,

like the pearls in a pearl chain,

mint pl. a gyöngyök a gyöngysorban,

and a small molecule which has the shape of a football

és egy labda alakú kis molekulát,

and is called fullerene.

amit fullerénnek neveznek.

These two compounds are mixed and dissolved to become an ink.

E két vegyületet összekeverik és föloldják, hogy festékhez jussanak.

And like ink,

És ez, akárcsak a festék,

they can be printed with simple printing techniques like slot-die coating

egyszerű nyomdatechnikával, pl. az ún. slot-die bevonással,

in a continuous roll-to-roll process on flexible substrates.

folyamatos tekercsnyomtatással felvihető egy rugalmas hordozóra.

The resulting thin layer is the active layer,

A képződött vékony réteg az aktív réteg,

absorbing the energy of the sun.

amely elnyeli a napenergiát.

This active layer is extremely effective.

Az aktív réteg igen hatékony:

You only need a layer thickness of 0.2 micrometers

csak 0,2 mikrométer vastagságú rétegre van szükség

to absorb the energy of the sun.

a napenergia elnyeléséhez.

This is 100 times thinner than a human hair.

Ez az emberi haj vastagságának egyszázada.

To give you another example,

Másik példa.

take one kilogram of the basic polymer

Egy kilogramm alappolimerből készült

and use it to formulate the active ink.

aktív festékkel

With this amount of ink,

focipálya méretű napelemet

you can print a solar cell the size of a complete football field.

festhetünk.

So OPV is extremely material efficient,

Az OPV tehát igen anyagtakarékos,

which I think is a crucial thing when talking about sustainability.

ami a fenntarthatóság szemszögéből lényeges dolog.

After the printing process,

A nyomtatási folyamat után

you can have a solar module which could look like this ...

ilyen kinézetű napelemhez jutunk.

It looks a bit like a plastic foil

Kissé a műanyag fóliára hasonlít,

and actually has many of its features.

és sok tulajdonsága azonos vele.

It's lightweight ...

Könnyű,

it's bendable ...

hajlékony,

and it's semi-transparent.

és áttetsző.

But it can harvest the energy of the sun outdoors

Gyűjti a napenergiát a szabadban

and also of this indoor light,

és az energiát a beltéri fényből is,

as you can see with this small, illuminated LED.

ahogy ebből a világító LED-ből látják.

You can use it in its plastic form

Műanyag alakjában használható,

and take advantage of its low weight and its bendability.

előnyös tulajdonsága a könnyűsége és hajlíthatósága.

The first is important when thinking about buildings in warmer regions.

Az előbbi a melegebb övezetben lényeges,

Here, the roofs are not designed to bear additionally heavy loads.

ahol az épületek teteje nincs nagy teherbírásra méretezve.

They aren't designed for snow in winter, for instance,

Pl. hóra sincsenek méretezve,

so heavy silicon solar cells cannot be used for light harvesting,

úgyhogy a nehéz szilícium napelemek nem használhatók fény összegyűjtésére,

but these lightweight solar foils are very well suited.

ám e pehelykönnyű napelemek a célnak jól megfelelnek.

The bendability is important

A hajlíthatóság fontos,

if you want to combine the solar cell with membrane architecture.

ha napelemeket feszítettmembrán- szerkezettel szeretnénk párosítani.

Imagine the sails of the Sydney Opera as power plants.

Képzeljük el a Sydney-i Operaház vitorláit mint naperőművet.

Alternatively, you can combine the solar foils

Másik megoldás, hogy a napelemfóliát

with conventional construction materials like glass.

hagyományos építőanyaggal, pl. üveggel párosítjuk.

Many glass facade elements contain a foil anyway,

Sok homlokzati üvegelemen amúgy is van fólia

to create laminated safety glass.

laminált biztonsági üveg céljából.

It's not a big deal to add a second foil in the production process,

Gyártáskor nem nagy ügy még egy fóliát rávinni,

but then the facade element contains the solar cell

és akkor a homlokzatanyagban már benne lesz a napelem,

and can produce electricity.

amely villamos áramot termel.

Besides looking nice,

Túl azon, hogy jól néznek ki,

these integrated solar cells come along with two more important benefits.

ezeknek az integrált napelemeknek még két előnyük is van.

Do you remember the solar cell attached to a roof I showed before?

Emlékszenek a tetőn lévő, korábban mutatott napelemre?

In this case, we install the roof first,

Az esetben először a tető kerül a helyére,

and as a second layer, the solar cell.

majd második rétegként a napelem.

This is adding on the installation costs.

Ez tetézi a kivitelezési költségeket.

In the case of integrated solar cells,

Integrált napelem esetén

at the site of construction, only one element is installed,

az építési területen csak egy elemet kell fölhelyezni,

being at the same time the envelope of the building

amely egyszerre tetőborítás

and the solar cell.

és napelem is.

Besides saving on the installation costs,

Nemcsak az építési költség csökken,

this also saves resources,

hanem erőforrásokat is megtakarítunk,

because the two functions are combined into one element.

mert a két feladatot egy elem látja el.

Earlier, I've talked about optics.

Már beszéltem az optikáról.

I really like this solar panel --

Imádom ezt a napelemet,

maybe you have different taste or different design needs ...

bár az önök ízlése tán más, vagy más kivitelűt szeretnének.

No problem.

Semmi gond.

With the printing process,

Nyomtatással

the solar cell can change its shape and design very easily.

könnyen módosítható a napelem alakja és kivitele.

This will give the flexibility to architects,

Ez rugalmasságot nyújt építészeknek,

to planners and building owners,

tervezőknek és háztulajdonosoknak,

to integrate this electricity-producing technology as they wish.

hogy kívánságuk szerint integrálják az áramtermelő technológiát.

I want to stress that this is not just happening in the labs.

Hangsúlyozom, hogy ezek nem csak laborokban léteznek.

It will take several more years to get to mass adoption,

Még néhány év kell tömeges alkalmazásukhoz,

but we are at the edge of commercialization,

de küszöbön áll az árusításuk,

meaning there are several companies out there with production lines.

azaz sok cégnek megvan hozzá a gyártósora.

They are scaling up their capacities,

Kapacitásukat bővítik,

and so are we, with the inks.

ahogy mi is ezt tesszük a festékkel.

(Shoe drops)

(Koppan a cipő)

This smaller footprint is much more comfortable.

E kisebb lábnyom sokkal kényelmesebb.

(Laughter)

(Nevetés)

It is the right size, the right scale.

Ez a jó méret, a megfelelő lépték.

We have to come back to the right scale when it comes to energy consumption.

Energiafölhasználásunkat tekintve vissza kell térnünk a helyes léptékhez.

And making buildings carbon-neutral is an important part here.

Ennek fontos része a nettó nulla szénlábnyomú házak létrehozása.

In Europe,

Európában az a célunk,

we have the goal to decarbonize our building stock [by] 2050.

hogy épületállományunkat 2050-re szénmentessé tegyük.

I hope organic photovoltaics will be a big part of this.

Remélem, hogy a szerves fotovillamos elemeknek részük lesz benne.

Here are a couple of examples.

Néhány példa rá.

This is the first commercial installation of fully printed organic solar cells.

Ez az első teljesen nyomtatott szerves napelem kereskedelmi megvalósítása.

"Commercial" means that the solar cells were printed on industrial equipment.

A kereskedelmi a napelemek ipari berendezésen nyomtatását jelenti.

The so-called "solar trees" were part of the German pavilion

Az ún. napfák a 2015-ös milánói világkiállítás

at the World Expo in Milan in 2015.

német pavilonjában voltak láthatók.

They provided shading during the day

Napközben árnyékoltak,

and electricity for the lighting in the evening.

este pedig a világításhoz adták a kellő áramot.

You may wonder why this hexagonal shape was chosen for the solar cells.

Csodálkozhatnak, miért hatszögletű napelemet alkalmaztak.

Easy answer:

A válasz egyszerű:

the architects wanted to have a specific shading pattern on the floor

az építészek szerették volna, ha egyedi árnyékminta vetül a padlóra,

and asked for it,

ezért rendeltek ilyet,

and then it was printed as requested.

aztán ilyet nyomtattak.

Being far from a real product,

Messze a valódi terméktől

this free-form installation hooked the imagination of the visiting architects

ez a merész alakú installáció a vártnál jobban megragadta

much more than we expected.

a hozzánk látogató építészek képzeletét.

This other application is closer to the projects

E másik alkalmazás közelebb áll

a célul kitűzött projektekhez és alkalmazásokhoz.

and applications we are targeting.

In an office building in São Paulo, Brazil,

A brazíliai São Paulo egyik irodaházán

semitransparent OPV panels are integrated into the glass facade,

áttetsző OPV-paneleket integráltunk

üveghomlokzatra különböző célból.

serving different needs.

First, they provided shading for the meeting rooms behind.

Egyrészt árnyékolják a mögöttük lévő tárgyalótermeket.

Second, the logo of the company is displayed in an innovative way.

Másodszor, a cég logója újszerűen látszik.

And of course, electricity is produced,

És persze, áramot is termel,

reducing the energy footprint of the building.

csökkentve az épület energialábnyomát.

This is pointing towards a future

Ez már a jövőbe mutat,

where buildings are no longer energy consumers,

amelyben épületek nem energiafogyasztók,

but energy providers.

hanem energiatermelők.

I want to see solar cells seamlessly integrated

Szeretném, ha a napelemek zökkenőmentesen integrálódnának

into our building shells

épületeink burkolatába,

to be both resource-efficient and a pleasure to look at.

hogy erőforrás-hatékonyak és szemet gyönyörködtetők legyenek.

For roofs, silicon solar cells will often continue to be a good solution.

Tetőkön a szilícium napelemek továbbra is jó megoldásnak bizonyulnak.

But to exploit the potential of all facades and other areas,

De meggyőződésem,

hogy homlokzatok és más, pl. áttetsző vagy ívelt felületek

such as semitransparent areas,

curved surfaces and shadings,

s árnyékolók lehetőségeinek kihasználásában

I believe organic photovoltaics can offer a significant contribution,

a szerves fotovillamos elemeknek jelentős szerepük lesz,

and they can be made in any form architects and planners will want them to.

hiszen az építészek s tervezők igényelte bármely alakban gyárthatók.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)