Najnovija istraživanja o fotonaponskim panelima

Trenutno istraživači rade na tri glavna područja istraživanja fotonaponske energije: kristalni silicijum, perovskiti i fleksibilne solarne ćelije. Ova tri područja se međusobno dopunjuju i imaju potencijal da fotonaponsku tehnologiju učine još efikasnijom.

Kristalni silicijum je najčešće korišteni poluprovodnički materijal u solarnim panelima. Međutim, njegova efikasnost je znatno ispod teorijske granice. Stoga su se istraživači počeli fokusirati na razvoj naprednih kristalnih fotonaponskih sistema. Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju trenutno se fokusira na razvoj III-V višespojnih materijala za koje se očekuje da će imati nivo efikasnosti do 30%.

Perovskiti su relativno nova vrsta solarnih ćelija za koje se nedavno pokazalo da su efikasni i učinkoviti. Ovi materijali se također nazivaju "fotosintetski kompleksi". Koriste se za povećanje efikasnosti solarnih ćelija. Očekuje se da će biti komercijalizirani u narednih nekoliko godina. U poređenju sa silicijumom, perovskiti su relativno jeftini i imaju širok spektar potencijalnih primjena.

Perovskiti se mogu kombinovati sa silicijumskim materijalima kako bi se stvorila efikasna i izdržljiva solarna ćelija. Perovskitne kristalne solarne ćelije mogu biti 20 posto efikasnije od silicijumskih. Perovskitni i Si-PV materijali su također pokazali rekordne nivoe efikasnosti do 28 posto. Osim toga, istraživači su razvili bifacijalnu tehnologiju koja omogućava solarnim ćelijama da prikupljaju energiju sa obje strane panela. Ovo je posebno korisno za komercijalne primjene, jer štedi novac na troškovima instalacije.

Pored perovskita, istraživači također istražuju materijale koji mogu djelovati kao nosioci naboja ili apsorberi svjetlosti. Ovi materijali također mogu pomoći u povećanju ekonomičnosti solarnih ćelija. Također mogu pomoći u stvaranju panela koji su manje podložni oštećenjima.

Istraživači trenutno rade na stvaranju izuzetno efikasne tandem perovskitne solarne ćelije. Očekuje se da će ova ćelija biti komercijalizirana u narednih nekoliko godina. Istraživači sarađuju sa Ministarstvom energetike SAD-a i Nacionalnom fondacijom za nauku.

Osim toga, istraživači rade i na novim metodama prikupljanja solarne energije u mraku. Ove metode uključuju solarnu destilaciju, koja koristi toplinu s panela za pročišćavanje vode. Ove tehnike se testiraju na Univerzitetu Stanford.

Istraživači također istražuju upotrebu termoradijativnih fotonaponskih uređaja. Ovi uređaji koriste toplinu s panela za proizvodnju električne energije noću. Ova tehnologija može biti posebno korisna u hladnim klimama gdje je efikasnost panela ograničena. Temperatura ćelija može porasti na više od 25°C na tamnom krovu. Ćelije se također mogu hladiti vodom, što ih čini efikasnijim.

Ovi istraživači su nedavno otkrili i upotrebu fleksibilnih solarnih ćelija. Ovi paneli mogu izdržati uranjanje u vodu i izuzetno su lagani. Također su u stanju izdržati pregaženje automobilom. Njihovo istraživanje podržava program Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Također su uspjeli razviti novu metodu testiranja PV ćelija.

Najnovija istraživanja fotonaponskih panela usmjerena su na razvoj tehnologija koje su efikasnije, jeftinije i izdržljivije. Ove istraživačke napore provodi širok spektar grupa u Sjedinjenim Američkim Državama i širom svijeta. Najperspektivnije tehnologije uključuju tankoslojne solarne ćelije druge generacije i fleksibilne solarne ćelije.