Uusimad uuringud fotogalvaaniliste paneelide kohta

Praegu töötavad teadlased fotogalvaanika uuringute kolme peamise valdkonnaga: kristalliline räni, perovskiidid ja painduvad päikesepatareid. Need kolm valdkonda täiendavad teineteist ja neil on potentsiaal muuta fotogalvaaniline tehnoloogia veelgi tõhusamaks.

Kristalliline räni on päikesepaneelides kõige sagedamini kasutatav pooljuhtmaterjal. Selle efektiivsus on aga teoreetilisest piirist palju madalam. Seetõttu on teadlased hakanud keskenduma täiustatud kristalliliste päikesepaneelide arendamisele. Riiklik taastuvenergia labor keskendub praegu III-V mitmesiirdega materjalide väljatöötamisele, mille eeldatav efektiivsus on kuni 30%.

Perovskiidid on suhteliselt uut tüüpi päikesepatareid, mis on hiljuti osutunud tõhusaks ja efektiivseks. Neid materjale nimetatakse ka "fotosünteesikompleksideks". Neid on kasutatud päikesepatareide efektiivsuse suurendamiseks. Nende turustamine peaks toimuma järgmise paari aasta jooksul. Võrreldes räniga on perovskiidid suhteliselt odavad ja neil on lai valik potentsiaalseid rakendusi.

Perovskiite saab kombineerida ränimaterjalidega, et luua tõhus ja vastupidav päikesepatarei. Perovskiidi kristallist päikesepatareid võivad olla 20 protsenti tõhusamad kui räni. Perovskiidi ja Si-PV materjalide efektiivsus on samuti rekordiline, ulatudes kuni 28 protsendini. Lisaks on teadlased välja töötanud kahefaasilise tehnoloogia, mis võimaldab päikesepatareidel energiat koguda paneeli mõlemalt küljelt. See on eriti kasulik ärirakenduste jaoks, kuna see säästab paigalduskulusid.

Lisaks perovskiitidele uurivad teadlased ka materjale, mis võivad toimida laengukandjate või valguse neelajatena. Need materjalid võivad aidata muuta päikesepatareid ökonoomsemaks. Samuti võivad need aidata luua paneele, mis on vähem kahjustustele vastuvõtlikud.

Teadlased töötavad praegu äärmiselt tõhusa tandem-perovskiidist päikesepatarei loomise kallal. See patarei peaks turule jõudma järgmise paari aasta jooksul. Teadlased teevad koostööd USA energeetikaministeeriumi ja riikliku teadusfondiga.

Lisaks töötavad teadlased ka uute meetodite kallal päikeseenergia kogumiseks pimedas. Nende meetodite hulka kuulub päikese destilleerimine, mis kasutab paneeli soojust vee puhastamiseks. Neid tehnikaid katsetatakse Stanfordi ülikoolis.

Teadlased uurivad ka termokiirguslike PV-seadmete kasutamist. Need seadmed kasutavad paneelide soojust öösel elektri tootmiseks. See tehnoloogia võib olla eriti kasulik külmas kliimas, kus paneelide efektiivsus on piiratud. Paneelide temperatuur võib pimedal katusel tõusta üle 25 °C. Paneele saab jahutada ka veega, mis muudab need tõhusamaks.

Need teadlased on hiljuti avastanud ka painduvate päikesepatareide kasutamise. Need paneelid taluvad vette kastmist ja on äärmiselt kerged. Samuti on nad võimelised vastu pidama auto allasõidule. Nende uurimistööd toetab Eni-MIT Alliance Solar Frontiers programm. Samuti on nad suutnud välja töötada uue meetodi päikesepatareide testimiseks.

Fotogalvaaniliste paneelide uusimad uuringud keskenduvad tõhusamate, odavamate ja vastupidavamate tehnoloogiate väljatöötamisele. Neid uuringuid viivad läbi mitmed uurimisrühmad Ameerika Ühendriikides ja kogu maailmas. Kõige paljutõotavamate tehnoloogiate hulka kuuluvad teise põlvkonna õhukese kilega päikesepatareid ja painduvad päikesepatareid.