Uusin tutkimus aurinkopaneeleista

Tällä hetkellä tutkijat työskentelevät kolmella pääalueella aurinkosähkötutkimuksessa: kiteisellä piikiekolla, perovskiiteilla ja joustavilla aurinkokennoilla. Nämä kolme aluetta täydentävät toisiaan ja niillä on potentiaalia tehdä aurinkosähköteknologiasta entistä tehokkaampaa.

Kiteinen pii on yleisimmin käytetty puolijohtava materiaali aurinkopaneeleissa. Sen hyötysuhde on kuitenkin paljon teoreettisen rajan alapuolella. Siksi tutkijat ovat alkaneet keskittyä edistyneiden kiteisten aurinkosähköpaneelien kehittämiseen. National Renewable Energy Laboratory keskittyy tällä hetkellä kehittämään III-V-moniliitosmateriaaleja, joiden odotetaan saavuttavan jopa 30 %:n hyötysuhteen.

Perovskiitit ovat suhteellisen uudentyyppisiä aurinkokennoja, joiden on äskettäin osoitettu olevan tehokkaita ja toimivia. Näitä materiaaleja kutsutaan myös "fotosynteettisiksi komplekseiksi". Niitä on käytetty aurinkokennojen tehokkuuden parantamiseen. Niiden odotetaan kaupallistuvan muutaman seuraavan vuoden aikana. Piihin verrattuna perovskiitit ovat suhteellisen edullisia ja niillä on laaja valikoima potentiaalisia sovelluksia.

Perovskiitteja voidaan yhdistää piimateriaaleihin tehokkaan ja kestävän aurinkokennon luomiseksi. Perovskiittikiteiset aurinkokennot voivat olla 20 prosenttia tehokkaampia kuin pii. Myös perovskiitti- ja pii-PV-materiaalit ovat osoittaneet ennätyksellisen korkeaa, jopa 28 prosentin hyötysuhdetta. Lisäksi tutkijat ovat kehittäneet kaksifaasisen tekniikan, jonka avulla aurinkokennot voivat kerätä energiaa paneelin molemmilta puolilta. Tämä on erityisen hyödyllistä kaupallisissa sovelluksissa, koska se säästää asennuskustannuksissa.

Perovskiittiperovskiitin lisäksi tutkijat selvittävät myös materiaaleja, jotka voivat toimia varauksenkuljettajina tai valoa absorboivina. Nämä materiaalit voivat myös auttaa tekemään aurinkokennoista taloudellisempia. Ne voivat myös auttaa luomaan paneeleja, jotka ovat vähemmän alttiita vaurioille.

Tutkijat työskentelevät parhaillaan erittäin tehokkaan tandem-perovskiitti-aurinkokennomme parissa. Tämän kennon odotetaan kaupallistuvan seuraavien parin vuoden aikana. Tutkijat tekevät yhteistyötä Yhdysvaltain energiaministeriön ja National Science Foundationin kanssa.

Lisäksi tutkijat työskentelevät uusien menetelmien parissa aurinkoenergian hyödyntämiseksi pimeässä. Näihin menetelmiin kuuluu aurinkotislaus, jossa käytetään paneelin lämpöä veden puhdistamiseen. Näitä tekniikoita testataan Stanfordin yliopistossa.

Tutkijat selvittävät myös lämpösäteilyä tuottavien aurinkosähkölaitteiden käyttöä. Nämä laitteet käyttävät paneelin lämpöä sähkön tuottamiseen yöllä. Tämä teknologia voi olla erityisen hyödyllinen kylmässä ilmastossa, jossa paneelien hyötysuhde on rajallinen. Kennojen lämpötila voi nousta yli 25 celsiusasteeseen pimeällä katolla. Kennoja voidaan myös jäähdyttää vedellä, mikä tekee niistä tehokkaampia.

Nämä tutkijat ovat myös äskettäin löytäneet joustavien aurinkokennojen käytön. Nämä paneelit kestävät upotuksen veteen ja ovat erittäin kevyitä. Ne kestävät myös auton yliajon. Heidän tutkimustaan ​​tukee Eni-MIT Alliance Solar Frontiers -ohjelma. He ovat myös kehittäneet uuden menetelmän aurinkokennojen testaamiseen.

Uusin aurinkopaneeleja koskeva tutkimus keskittyy tehokkaampien, edullisempien ja kestävämpien teknologioiden kehittämiseen. Näitä tutkimushankkeita tekevät useat eri ryhmät Yhdysvalloissa ja ympäri maailmaa. Lupaavimpia teknologioita ovat toisen sukupolven ohutkalvoaurinkokennot ja joustavat aurinkokennot.