Най-новите изследвания върху фотоволтаичните панели

В момента изследователите работят върху три основни области на изследване на фотоволтаиката: кристален силиций, перовскити и гъвкави слънчеви клетки. Трите области се допълват взаимно и имат потенциала да направят фотоволтаичната технология още по-ефективна.

Кристалният силиций е най-често използваният полупроводников материал в слънчевите панели. Неговата ефективност обаче е много под теоретичната граница. Поради това изследователите са започнали да се фокусират върху разработването на усъвършенствани кристални фотоволтаични системи. Националната лаборатория за възобновяема енергия в момента се фокусира върху разработването на III-V многопреходни материали, за които се очаква да имат нива на ефективност до 30%.

Перовскитите са сравнително нов вид слънчеви клетки, за които наскоро е доказано, че са ефективни и ефикасни. Тези материали се наричат ​​още „фотосинтетични комплекси“. Те се използват за повишаване на ефективността на слънчевите клетки. Очаква се да бъдат комерсиализирани през следващите няколко години. В сравнение със силиция, перовскитите са сравнително евтини и имат широк спектър от потенциални приложения.

Перовскитите могат да се комбинират със силициеви материали, за да се създаде ефективна и издръжлива слънчева клетка. Перовскитните кристални слънчеви клетки могат да бъдат с 20% по-ефективни от силициевите. Перовскитните и Si-PV материалите също са показали рекордни нива на ефективност до 28%. Освен това, изследователите са разработили двустранна технология, която позволява на слънчевите клетки да събират енергия от двете страни на панела. Това е особено полезно за търговски приложения, тъй като спестява пари от разходите за монтаж.

В допълнение към перовскитите, изследователите изследват и материали, които могат да действат като носители на заряд или абсорбатори на светлина. Тези материали могат също така да помогнат за по-икономичното производство на слънчеви клетки. Те могат също така да помогнат за създаването на панели, които са по-малко податливи на повреди.

В момента изследователите работят по създаването на изключително ефективна тандемна перовскитна слънчева клетка. Очаква се тази клетка да бъде комерсиализирана през следващите няколко години. Изследователите си сътрудничат с Министерството на енергетиката на САЩ и Националната научна фондация.

Освен това, изследователите работят и върху нови методи за събиране на слънчева енергия на тъмно. Тези методи включват слънчева дестилация, която използва топлината от панела за пречистване на вода. Тези техники се тестват в Станфордския университет.

Изследователите също така проучват използването на терморадиационни фотоволтаични устройства. Тези устройства използват топлината от панела, за да генерират електричество през нощта. Тази технология може да бъде особено полезна в студен климат, където ефективността на панелите е ограничена. Температурата на клетките може да се повиши до над 25°C на тъмен покрив. Клетките могат да се охлаждат и с вода, което ги прави по-ефективни.

Тези изследователи наскоро откриха и употребата на гъвкави слънчеви клетки. Тези панели могат да издържат на потапяне във вода и са изключително леки. Те също така са способни да издържат на прегазване от автомобил. Изследванията им са подкрепени от програмата Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Те също така успяха да разработят нов метод за тестване на фотоволтаични клетки.

Най-новите изследвания на фотоволтаичните панели са фокусирани върху разработването на технологии, които са по-ефективни, по-евтини и по-издръжливи. Тези изследователски усилия се извършват от широк кръг от групи в Съединените щати и по целия свят. Най-обещаващите технологии включват тънкослойни слънчеви клетки от второ поколение и гъвкави слънчеви клетки.