Ֆոտովոլտային վահանակների վերաբերյալ վերջին հետազոտությունները

Ներկայումս հետազոտողները աշխատում են ֆոտովոլտային տեխնոլոգիաների հետազոտության երեք հիմնական ոլորտներում՝ բյուրեղային սիլիցիում, պերովսկիտներ և ճկուն արևային մարտկոցներ: Այս երեք ոլորտները լրացնում են միմյանց և ունեն ֆոտովոլտային տեխնոլոգիան ավելի արդյունավետ դարձնելու ներուժ:

Բյուրեղային սիլիցիումը արևային վահանակներում ամենատարածված կիսահաղորդչային նյութն է: Այնուամենայնիվ, դրա արդյունավետությունը շատ ավելի ցածր է տեսական սահմանից: Հետևաբար, հետազոտողները սկսել են կենտրոնանալ առաջադեմ բյուրեղային ֆոտովոլտային համակարգերի մշակման վրա: Ազգային վերականգնվող էներգիայի լաբորատորիան ներկայումս կենտրոնանում է III-V բազմահանգույց նյութերի մշակման վրա, որոնք, ինչպես սպասվում է, կունենան մինչև 30% արդյունավետության մակարդակ:

Պերովսկիտները համեմատաբար նոր տեսակի արեգակնային մարտկոցներ են, որոնք վերջերս ապացուցել են իրենց արդյունավետությունն ու արդյունավորությունը: Այս նյութերը նաև անվանում են «ֆոտոսինթետիկ համալիրներ»: Դրանք օգտագործվել են արեգակնային մարտկոցների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար: Ակնկալվում է, որ դրանք առևտրայնացվեն առաջիկա մի քանի տարիների ընթացքում: Սիլիցիումի համեմատ, պերովսկիտները համեմատաբար էժան են և ունեն լայն կիրառման հնարավորություններ:

Պերովսկիտները կարող են համակցվել սիլիցիումային նյութերի հետ՝ ստեղծելով արդյունավետ և դիմացկուն արևային մարտկոց: Պերովսկիտային բյուրեղային արևային մարտկոցները կարող են 20 տոկոսով ավելի արդյունավետ լինել, քան սիլիցիումը: Պերովսկիտային և Si-PV նյութերը նույնպես ցույց են տվել ռեկորդային արդյունավետության մակարդակներ՝ մինչև 28 տոկոս: Բացի այդ, հետազոտողները մշակել են երկբևեռ տեխնոլոգիա, որը թույլ է տալիս արևային մարտկոցներին էներգիա հավաքագրել վահանակի երկու կողմերից: Սա հատկապես օգտակար է առևտրային կիրառությունների համար, քանի որ խնայում է տեղադրման ծախսերի վրա:

Պերովսկիտներից բացի, հետազոտողները ուսումնասիրում են նաև նյութեր, որոնք կարող են գործել որպես լիցքի կրիչներ կամ լույսի կլանիչներ: Այս նյութերը կարող են նաև օգնել արևային մարտկոցները դարձնել ավելի տնտեսող: Դրանք կարող են նաև օգնել ստեղծել վահանակներ, որոնք պակաս ենթակա են վնասման:

Հետազոտողները ներկայումս աշխատում են չափազանց արդյունավետ տանդեմ պերովսկիտային արևային մարտկոց ստեղծելու ուղղությամբ: Այս մարտկոցը նախատեսվում է առևտրայնացնել առաջիկա մի քանի տարիների ընթացքում: Հետազոտողները համագործակցում են ԱՄՆ Էներգետիկայի նախարարության և Գիտության ազգային հիմնադրամի հետ:

Բացի այդ, հետազոտողները նաև աշխատում են մթության մեջ արևային էներգիան հավաքելու նոր մեթոդների վրա: Այս մեթոդները ներառում են արևային թորում, որն օգտագործում է վահանակից ստացված ջերմությունը ջուրը մաքրելու համար: Այս մեթոդները փորձարկվում են Սթենֆորդի համալսարանում:

Հետազոտողները նաև ուսումնասիրում են ջերմաճառագայթային ֆոտովոլտային սարքերի օգտագործումը: Այս սարքերը օգտագործում են վահանակի ջերմությունը գիշերը էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Այս տեխնոլոգիան կարող է հատկապես օգտակար լինել ցուրտ կլիմայական պայմաններում, որտեղ վահանակի արդյունավետությունը սահմանափակ է: Մութ տանիքի վրա բջիջների ջերմաստիճանը կարող է բարձրանալ մինչև 25°C-ից ավելի: Բջիջները կարող են նաև սառեցվել ջրով, ինչը դրանք ավելի արդյունավետ է դարձնում:

Այս հետազոտողները վերջերս նաև հայտնաբերել են ճկուն արևային մարտկոցների օգտագործումը: Այս վահանակները կարող են դիմակայել ջրի մեջ ընկղմվելուն և չափազանց թեթև են: Դրանք նաև կարող են դիմակայել մեքենայի կողմից վրաերթին: Նրանց հետազոտությունը ֆինանսավորվում է Eni-MIT Alliance Solar Frontiers ծրագրի կողմից: Նրանք նաև կարողացել են մշակել ֆոտովոլտային մարտկոցների փորձարկման նոր մեթոդ:

Ֆոտովոլտային վահանակների վերաբերյալ վերջին հետազոտությունները կենտրոնացած են ավելի արդյունավետ, ավելի էժան և ավելի դիմացկուն տեխնոլոգիաների մշակման վրա: Այս հետազոտական ​​աշխատանքները իրականացվում են Միացյալ Նահանգներում և ամբողջ աշխարհում գործող բազմաթիվ խմբերի կողմից: Առավել խոստումնալից տեխնոլոգիաները ներառում են երկրորդ սերնդի բարակ թաղանթային արևային մարտկոցները և ճկուն արևային մարտկոցները: