آخرین تحقیقات در مورد پنل‌های فتوولتائیک
در حال حاضر، محققان روی سه حوزه اصلی تحقیقات فتوولتائیک کار می‌کنند: سیلیکون کریستالی، پروسکایت‌ها و سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر. این سه حوزه مکمل یکدیگر هستند و پتانسیل آن را دارند که فناوری فتوولتائیک را حتی کارآمدتر کنند.
سیلیکون کریستالی رایج‌ترین ماده نیمه‌رسانا مورد استفاده در پنل‌های خورشیدی است. با این حال، راندمان آن بسیار پایین‌تر از حد نظری است. بنابراین، محققان تمرکز خود را بر توسعه PVهای کریستالی پیشرفته آغاز کرده‌اند. آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر در حال حاضر بر توسعه مواد چند اتصالی III-V تمرکز دارد که انتظار می‌رود سطح راندمان آنها تا 30٪ باشد.
پروسکایت‌ها نوع نسبتاً جدیدی از سلول‌های خورشیدی هستند که اخیراً اثربخشی و کارایی آنها نشان داده شده است. این مواد همچنین به عنوان "کمپلکس‌های فتوسنتزی" شناخته می‌شوند. از آنها برای افزایش راندمان سلول‌های خورشیدی استفاده شده است. انتظار می‌رود که آنها ظرف چند سال آینده تجاری شوند. در مقایسه با سیلیکون، پروسکایت‌ها نسبتاً ارزان هستند و طیف وسیعی از کاربردهای بالقوه را دارند.
پروسکایت‌ها را می‌توان با مواد سیلیکونی ترکیب کرد تا یک سلول خورشیدی مؤثر و بادوام ایجاد شود. سلول‌های خورشیدی کریستالی پروسکایت می‌توانند 20 درصد کارآمدتر از سیلیکون باشند. مواد پروسکایت و Si-PV نیز رکورد بهره‌وری تا 28 درصد را نشان داده‌اند. علاوه بر این، محققان فناوری دو وجهی را توسعه داده‌اند که سلول‌های خورشیدی را قادر می‌سازد از هر دو طرف پنل انرژی برداشت کنند. این امر به ویژه برای کاربردهای تجاری مفید است، زیرا در هزینه‌های نصب صرفه‌جویی می‌کند.
علاوه بر پروسکایت‌ها، محققان در حال بررسی موادی هستند که می‌توانند به عنوان حامل بار یا جاذب نور عمل کنند. این مواد همچنین می‌توانند به اقتصادی‌تر شدن سلول‌های خورشیدی کمک کنند. آنها همچنین می‌توانند به ایجاد پنل‌هایی که کمتر در معرض آسیب هستند، کمک کنند.
محققان در حال حاضر روی ساخت یک سلول خورشیدی پروسکایت پشت سر هم بسیار کارآمد کار می‌کنند. انتظار می‌رود این سلول در چند سال آینده تجاری‌سازی شود. محققان با وزارت انرژی ایالات متحده و بنیاد ملی علوم همکاری می‌کنند.
علاوه بر این، محققان در حال کار بر روی روش‌های جدید برداشت انرژی خورشیدی در تاریکی نیز هستند. این روش‌ها شامل تقطیر خورشیدی است که از گرمای پنل برای تصفیه آب استفاده می‌کند. این تکنیک‌ها در دانشگاه استنفورد در حال آزمایش هستند.
محققان همچنین در حال بررسی استفاده از دستگاه‌های فتوولتائیک حرارتی-تابشی هستند. این دستگاه‌ها از گرمای پنل برای تولید برق در شب استفاده می‌کنند. این فناوری می‌تواند به ویژه در آب و هوای سرد که راندمان پنل محدود است، مفید باشد. دمای سلول‌ها می‌تواند در پشت بام‌های تاریک به بیش از ۲۵ درجه سانتیگراد افزایش یابد. سلول‌ها همچنین می‌توانند توسط آب خنک شوند که باعث افزایش کارایی آنها می‌شود.
این محققان همچنین اخیراً کاربرد سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر را کشف کرده‌اند. این پنل‌ها می‌توانند در برابر غوطه‌وری در آب مقاومت کنند و بسیار سبک هستند. همچنین می‌توانند در برابر زیر گرفته شدن توسط ماشین مقاومت کنند. تحقیقات آنها توسط برنامه مرزهای خورشیدی اتحاد Eni-MIT پشتیبانی می‌شود. آنها همچنین توانسته‌اند روش جدیدی برای آزمایش سلول‌های PV توسعه دهند.
جدیدترین تحقیقات در مورد پنل‌های فتوولتائیک بر توسعه فناوری‌هایی متمرکز است که کارآمدتر، ارزان‌تر و بادوام‌تر باشند. این تلاش‌های تحقیقاتی توسط طیف وسیعی از گروه‌ها در ایالات متحده و سراسر جهان انجام می‌شود. امیدوارکننده‌ترین فناوری‌ها شامل سلول‌های خورشیدی لایه نازک نسل دوم و سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر هستند.
زمان ارسال: ۲۶ دسامبر ۲۰۲۲
