Nejnovější výzkum fotovoltaických panelů

V současné době vědci pracují na třech hlavních oblastech výzkumu fotovoltaiky: krystalický křemík, perovskity a flexibilní solární články. Tyto tři oblasti se vzájemně doplňují a mají potenciál ještě více zefektivnit fotovoltaickou technologii.

Krystalický křemík je nejčastěji používaným polovodičovým materiálem v solárních panelech. Jeho účinnost je však výrazně pod teoretickým limitem. Vědci se proto začali zaměřovat na vývoj pokročilých krystalických fotovoltaických systémů. Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie se v současné době zaměřuje na vývoj vícepřechodových materiálů III-V, u kterých se očekává účinnost až 30 %.

Perovskity jsou relativně nový typ solárních článků, u kterých se nedávno ukázalo, že jsou účinné a účinné. Tyto materiály se také označují jako „fotosyntetické komplexy“. Používají se ke zvýšení účinnosti solárních článků. Očekává se, že se v příštích několika letech stanou komerčně dostupnými. Ve srovnání s křemíkem jsou perovskity relativně levné a mají širokou škálu potenciálních aplikací.

Perovskity lze kombinovat s křemíkovými materiály a vytvořit tak efektivní a odolný solární článek. Perovskitové krystalické solární články mohou být o 20 procent účinnější než křemíkové. Perovskitové a Si-PV materiály také vykazují rekordní úroveň účinnosti až 28 procent. Vědci navíc vyvinuli bifaciální technologii, která umožňuje solárním článkům získávat energii z obou stran panelu. To je obzvláště výhodné pro komerční aplikace, protože šetří peníze za instalační náklady.

Kromě perovskitů vědci zkoumají také materiály, které mohou fungovat jako nosiče náboje nebo absorbéry světla. Tyto materiály mohou také pomoci zvýšit ekonomii solárních článků. Mohou také pomoci vytvořit panely, které jsou méně náchylné k poškození.

Výzkumníci v současné době pracují na vytvoření extrémně účinného tandemového perovskitového solárního článku. Očekává se, že tento článek bude komerčně dostupný v příštích několika letech. Výzkumníci spolupracují s americkým ministerstvem energetiky a Národní vědeckou nadací.

Kromě toho vědci pracují také na nových metodách získávání sluneční energie ve tmě. Mezi tyto metody patří solární destilace, která využívá teplo z panelu k čištění vody. Tyto techniky se testují na Stanfordské univerzitě.

Výzkumníci také zkoumají využití termoradiačních fotovoltaických zařízení. Tato zařízení využívají teplo z panelu k výrobě elektřiny v noci. Tato technologie může být obzvláště užitečná v chladném podnebí, kde je účinnost panelů omezená. Teplota článků se může na tmavé střeše zvýšit na více než 25 °C. Články lze také chladit vodou, což je činí účinnějšími.

Tito vědci také nedávno objevili použití flexibilních solárních článků. Tyto panely vydrží ponoření do vody a jsou extrémně lehké. Jsou také schopny odolat přejetí autem. Jejich výzkum je podporován programem Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Také se jim podařilo vyvinout novou metodu testování fotovoltaických článků.

Nejnovější výzkum fotovoltaických panelů se zaměřuje na vývoj technologií, které jsou efektivnější, levnější a odolnější. Toto výzkumné úsilí provádí široká škála skupin ve Spojených státech i po celém světě. Mezi nejslibnější technologie patří tenkovrstvé solární články druhé generace a flexibilní solární články.