Najnovija istraživanja o fotonaponskim panelima

Trenutno istraživači rade na tri glavna područja istraživanja fotonaponske energije: kristalni silicij, perovskiti i fleksibilne solarne ćelije. Ta tri područja se međusobno nadopunjuju i imaju potencijal učiniti fotonaponsku tehnologiju još učinkovitijom.

Kristalni silicij je najčešće korišteni poluvodički materijal u solarnim panelima. Međutim, njegova učinkovitost je znatno ispod teorijske granice. Stoga su se istraživači počeli usredotočivati ​​na razvoj naprednih kristalnih fotonaponskih panela. Nacionalni laboratorij za obnovljivu energiju trenutno se fokusira na razvoj III-V višespojnih materijala za koje se očekuje da će imati razinu učinkovitosti do 30%.

Perovskiti su relativno nova vrsta solarnih ćelija za koju se nedavno pokazalo da je učinkovita i djelotvorna. Ovi materijali se nazivaju i "fotosintetski kompleksi". Koriste se za povećanje učinkovitosti solarnih ćelija. Očekuje se da će biti komercijalizirani u sljedećih nekoliko godina. U usporedbi sa silicijem, perovskiti su relativno jeftini i imaju širok raspon potencijalnih primjena.

Perovskiti se mogu kombinirati sa silicijskim materijalima kako bi se stvorila učinkovita i izdržljiva solarna ćelija. Perovskitne kristalne solarne ćelije mogu biti 20 posto učinkovitije od silicija. Perovskitni i Si-PV materijali također su pokazali rekordne razine učinkovitosti do 28 posto. Osim toga, istraživači su razvili bifacijalnu tehnologiju koja omogućuje solarnim ćelijama prikupljanje energije s obje strane panela. To je posebno korisno za komercijalne primjene, jer štedi novac na troškovima instalacije.

Osim perovskita, istraživači istražuju i materijale koji mogu djelovati kao nositelji naboja ili apsorberi svjetlosti. Ovi materijali također mogu pomoći u povećanju ekonomičnosti solarnih ćelija. Također mogu pomoći u stvaranju panela koji su manje osjetljivi na oštećenja.

Istraživači trenutno rade na stvaranju izuzetno učinkovite tandem perovskitne solarne ćelije. Očekuje se da će ova ćelija biti komercijalizirana u sljedećih nekoliko godina. Istraživači surađuju s američkim Ministarstvom energetike i Nacionalnom zakladom za znanost.

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

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

Ovi istraživači su također nedavno otkrili upotrebu fleksibilnih solarnih ćelija. Ove ploče mogu izdržati uranjanje u vodu i izuzetno su lagane. Također mogu izdržati pregaženje automobilom. Njihovo istraživanje podržava program Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Također su uspjeli razviti novu metodu testiranja fotonaponskih ćelija.

Najnovija istraživanja fotonaponskih panela usmjerena su na razvoj tehnologija koje su učinkovitije, jeftinije i trajnije. Ove istraživačke napore provodi širok raspon grupa u Sjedinjenim Državama i diljem svijeta. Najperspektivnije tehnologije uključuju tankoslojne solarne ćelije druge generacije i fleksibilne solarne ćelije.