太陽光発電パネルに関する最新の研究

現在、研究者たちは太陽光発電研究の3つの主要分野、すなわち結晶シリコン、ペロブスカイト、フレキシブル太陽電池に取り組んでいます。これら3つの分野は互いに補完し合い、太陽光発電技術をさらに高効率化する可能性を秘めています。

結晶シリコンは、太陽電池パネルで最も一般的に使用されている半導体材料です。しかし、その効率は理論限界をはるかに下回っています。そのため、研究者たちは高度な結晶シリコン系太陽光発電システムの開発に注力し始めています。国立再生可能エネルギー研究所は現在、最大30%の効率が期待されるIII-V族多接合材料の開発に注力しています。

ペロブスカイトは比較的新しいタイプの太陽電池で、近年その有効性と効率性が実証されています。これらの材料は「光合成複合体」とも呼ばれ、太陽電池の効率向上に利用されています。今後数年以内に実用化されると予想されています。シリコンと比較して、ペロブスカイトは比較的安価で、幅広い用途への応用が期待されています。

ペロブスカイトはシリコン材料と組み合わせることで、高効率で耐久性の高い太陽電池を作製できます。ペロブスカイト結晶太陽電池は、シリコンよりも20%高い効率を実現できます。ペロブスカイトとSi-PV材料は、最大28%という記録的な効率レベルも示しています。さらに、研究者らは、太陽電池がパネルの両面からエネルギーを収集できる両面発電技術を開発しました。これは設置コストを削減できるため、特に商業用途に有益です。

研究者たちは、ペロブスカイトに加えて、電荷キャリアや光吸収体として機能する材料も研究しています。これらの材料は、太陽電池の経済性向上にも貢献する可能性があります。また、損傷を受けにくいパネルの開発にも役立ちます。

研究者たちは現在、極めて効率的なタンデムペロブスカイト太陽電池の開発に取り組んでいます。この太陽電池は今後数年以内に実用化される予定です。研究者たちは米国エネルギー省および国立科学財団と協力しています。

さらに、研究者たちは暗闇でも太陽エネルギーを採取する新しい方法の開発にも取り組んでいます。これらの方法には、太陽光パネルの熱を利用して水を浄化する太陽熱蒸留法などがあり、これらの技術はスタンフォード大学で試験されています。

研究者たちは、熱放射型太陽光発電（PV）デバイスの活用も研究しています。これらのデバイスは、パネルの熱を利用して夜間に発電します。この技術は、パネルの効率が限られる寒冷地​​で特に有効です。暗い屋根の上では、セルの温度が25℃以上に上昇する可能性があります。また、セルは水で冷却できるため、より効率的に発電できます。

研究者たちは最近、フレキシブル太陽電池の活用方法も発見しました。これらのパネルは水没にも耐え、非常に軽量です。また、車に轢かれても耐えられます。この研究は、Eni-MITアライアンス・ソーラーフロンティア・プログラムの支援を受けています。さらに、彼らは太陽光発電セルの新たな試験方法も開発しました。

太陽光発電パネルに関する最新の研究は、より効率的で、より安価で、より耐久性の高い技術の開発に重点を置いています。これらの研究は、米国および世界中の幅広いグループによって行われています。最も有望な技術としては、第二世代の薄膜太陽電池とフレキシブル太陽電池が挙げられます。