Фотоэлектрлік панельдер бойынша соңғы зерттеулер

Қазіргі уақытта зерттеушілер фотоэлектрлік зерттеулердің үш негізгі бағыты бойынша жұмыс істеуде: кристалды кремний, перовскиттер және икемді күн батареялары. Бұл үш бағыт бір-бірін толықтырады және фотоэлектрлік технологияны одан да тиімді ету мүмкіндігіне ие.

Кристалдық кремний күн батареяларында ең көп қолданылатын жартылай өткізгіш материал болып табылады. Дегенмен, оның тиімділігі теориялық шектен әлдеқайда төмен. Сондықтан зерттеушілер озық кристалдық фотоэлектрлік құрылғыларды әзірлеуге назар аудара бастады. Ұлттық жаңартылатын энергия зертханасы қазіргі уақытта 30%-ға дейін тиімділік деңгейі күтілетін III-V көпөткізгішті материалдарды әзірлеуге назар аударуда.

Перовскиттер - жақында тиімділігі мен тиімділігі дәлелденген салыстырмалы түрде жаңа күн батареясының түрі. Бұл материалдар «фотосинтетикалық кешендер» деп те аталады. Олар күн батареяларының тиімділігін арттыру үшін қолданылған. Олардың алдағы бірнеше жылда коммерциялық айналымға енгізілуі күтілуде. Кремниймен салыстырғанда, перовскиттер салыстырмалы түрде арзан және қолданылу аясы кең.

Перовскиттерді кремний материалдарымен біріктіріп, тиімді және берік күн батареясын жасауға болады. Перовскит кристалды күн батареялары кремнийге қарағанда 20 пайызға тиімдірек болуы мүмкін. Перовскит және Si-PV материалдары да 28 пайызға дейінгі рекордтық тиімділік деңгейін көрсетті. Сонымен қатар, зерттеушілер күн батареяларына панельдің екі жағынан да энергия жинауға мүмкіндік беретін бифациальды технологияны әзірледі. Бұл әсіресе коммерциялық қолданбалар үшін пайдалы, себебі ол орнату шығындарын үнемдейді.

Перовскиттерден басқа, зерттеушілер заряд тасымалдаушылар немесе жарық сіңіргіштер ретінде қызмет ете алатын материалдарды да зерттеп жатыр. Бұл материалдар күн батареяларын үнемді етуге де көмектеседі. Олар сондай-ақ зақымдалуға аз сезімтал панельдер жасауға көмектеседі.

Зерттеушілер қазіргі уақытта өте тиімді тандемді перовскит күн батареясын жасау үстінде. Бұл батарея алдағы бірнеше жылда коммерциялық нарыққа шығарылады деп күтілуде. Зерттеушілер АҚШ Энергетика министрлігімен және Ұлттық ғылым қорымен бірлесіп жұмыс істеуде.

Сонымен қатар, зерттеушілер қараңғыда күн энергиясын жинаудың жаңа әдістерімен де жұмыс істеп жатыр. Бұл әдістерге панельден шығатын жылуды суды тазарту үшін пайдаланатын күн дистилляциясы кіреді. Бұл әдістер Стэнфорд университетінде сынақтан өткізілуде.

Зерттеушілер сонымен қатар термоядролық фотоэлектрлік құрылғыларды пайдалануды зерттеп жатыр. Бұл құрылғылар түнде электр энергиясын өндіру үшін панельден шығатын жылуды пайдаланады. Бұл технология панельдің тиімділігі шектеулі суық климатта әсіресе пайдалы болуы мүмкін. Қараңғы шатырда ұяшықтардың температурасы 25°C-тан жоғары көтерілуі мүмкін. Ұяшықтарды сумен де салқындатуға болады, бұл оларды тиімдірек етеді.

Бұл зерттеушілер жақында икемді күн батареяларын пайдалануды да ашты. Бұл панельдер суға батыруға төтеп бере алады және өте жеңіл. Олар сондай-ақ көліктің басып кетуіне төтеп бере алады. Олардың зерттеулерін Eni-MIT Alliance Solar Frontiers бағдарламасы қолдайды. Олар сондай-ақ фотоэлектрлік батареяларды сынаудың жаңа әдісін жасай алды.

Фотоэлектрлік панельдер бойынша соңғы зерттеулер тиімдірек, арзанырақ және берік технологияларды әзірлеуге бағытталған. Бұл зерттеу жұмыстарын Америка Құрама Штаттарында және бүкіл әлемде әртүрлі топтар жүргізіп жатыр. Ең перспективалы технологияларға екінші буын жұқа қабықшалы күн батареялары және икемді күн батареялары жатады.