המחקר העדכני ביותר על פאנלים פוטו-וולטאיים

נכון לעכשיו, חוקרים עובדים על שלושה תחומים עיקריים במחקר פוטו-וולטאית: סיליקון גבישי, פרובסקיטים ותאים סולאריים גמישים. שלושת התחומים משלימים זה את זה, ויש להם פוטנציאל להפוך את הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית ליעילה עוד יותר.

סיליקון גבישי הוא החומר המוליך למחצה הנפוץ ביותר בפאנלים סולאריים. עם זאת, יעילותו נמוכה בהרבה מהגבול התיאורטי. לכן, חוקרים החלו להתמקד בפיתוח סוללות פוטו-וולטאיות גבישיות מתקדמות. המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת מתמקדת כעת בפיתוח חומרים רב-צומתיים III-V שצפויים להיות בעלי רמות יעילות של עד 30%.

פרובסקיטים הם סוג חדש יחסית של תאים סולאריים שהוכח לאחרונה כיעילים ויעילים. חומרים אלה מכונים גם "קומפלקסים פוטוסינתטיים". הם שימשו להגברת היעילות של תאים סולאריים. הם צפויים להיות מסחריים בשנים הקרובות. בהשוואה לסיליקון, פרובסקיטים זולים יחסית ובעלי מגוון רחב של יישומים פוטנציאליים.

ניתן לשלב פרובסקיטים עם חומרי סיליקון כדי ליצור תא סולארי יעיל ועמיד. תאי סולאריים גבישיים של פרובסקיט יכולים להיות יעילים ב-20 אחוז יותר מסיליקון. חומרי פרובסקיט ו-Si-PV הראו גם הם רמות יעילות שיא של עד 28 אחוז. בנוסף, חוקרים פיתחו טכנולוגיה דו-פאציאלית המאפשרת לתאים הסולאריים לקצור אנרגיה משני צידי הפאנל. זה מועיל במיוחד עבור יישומים מסחריים, מכיוון שזה חוסך כסף בעלויות ההתקנה.

בנוסף לפרובסקיטים, חוקרים חוקרים גם חומרים שיכולים לשמש כנושאי מטען או בולמי אור. חומרים אלה יכולים גם לסייע בהפיכת תאי שמש לחסכוניים יותר. הם יכולים גם לסייע ביצירת פאנלים פחות רגישים לנזק.

חוקרים עובדים כעת על יצירת תא סולארי פרובסקיט טנדם יעיל ביותר. תא זה צפוי להיות מסחרי בשנתיים הקרובות. החוקרים משתפים פעולה עם משרד האנרגיה האמריקאי והקרן הלאומית למדע.

בנוסף, חוקרים עובדים גם על שיטות חדשות לאיסוף אנרגיה סולארית בחושך. שיטות אלה כוללות זיקוק סולארי, המשתמש בחום מהפאנל לטיהור מים. טכניקות אלו נבדקות באוניברסיטת סטנפורד.

חוקרים חוקרים גם את השימוש במכשירי PV תרמו-קרינתיים. מכשירים אלה משתמשים בחום מהפאנל כדי לייצר חשמל בלילה. טכנולוגיה זו יכולה להיות שימושית במיוחד באקלים קר שבו יעילות הפאנל מוגבלת. טמפרטורת התאים יכולה לעלות ליותר מ-25 מעלות צלזיוס על גג חשוך. ניתן גם לקרר את התאים באמצעות מים, מה שהופך אותם ליעילים יותר.

חוקרים אלה גילו לאחרונה גם את השימוש בתאים סולאריים גמישים. פאנלים אלה יכולים לעמוד בטבילה במים והם קלים במיוחד. הם גם מסוגלים לעמוד בפני דריסה על ידי מכונית. המחקר שלהם נתמך על ידי תוכנית Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. הם גם הצליחו לפתח שיטה חדשה לבדיקת תאים פוטו-וולטאיים.

המחקר האחרון על פאנלים פוטו-וולטאיים מתמקד בפיתוח טכנולוגיות יעילות יותר, זולות יותר ועמידות יותר. מאמצי מחקר אלה מבוצעים על ידי מגוון רחב של קבוצות בארצות הברית וברחבי העולם. הטכנולוגיות המבטיחות ביותר כוללות תאי שמש דקים מהדור השני ותאים סולאריים גמישים.