ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പാനലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഏറ്റവും പുതിയ ഗവേഷണം

നിലവിൽ, ഗവേഷകർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക്‌സ് ഗവേഷണത്തിന്റെ മൂന്ന് പ്രധാന മേഖലകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു: ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ, പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റുകൾ, ഫ്ലെക്സിബിൾ സോളാർ സെല്ലുകൾ. ഈ മൂന്ന് മേഖലകളും പരസ്പരം പൂരകങ്ങളാണ്, കൂടാതെ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക് സാങ്കേതികവിദ്യയെ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമാക്കാനുള്ള കഴിവുമുണ്ട്.

സോളാർ പാനലുകളിൽ ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന അർദ്ധചാലക വസ്തുവാണ് ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ. എന്നിരുന്നാലും, അതിന്റെ കാര്യക്ഷമത സൈദ്ധാന്തിക പരിധിക്ക് വളരെ താഴെയാണ്. അതിനാൽ, ഗവേഷകർ നൂതന ക്രിസ്റ്റലിൻ പിവികൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കാൻ തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. നാഷണൽ റിന്യൂവബിൾ എനർജി ലബോറട്ടറി നിലവിൽ 30% വരെ കാര്യക്ഷമത നിലവാരം പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന III-V മൾട്ടിജംഗ്ഷൻ മെറ്റീരിയലുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.

പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റുകൾ താരതമ്യേന പുതിയ തരം സോളാർ സെല്ലുകളാണ്, ഇവ ഫലപ്രദവും കാര്യക്ഷമവുമാണെന്ന് അടുത്തിടെ തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഈ വസ്തുക്കളെ "ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് കോംപ്ലക്സുകൾ" എന്നും വിളിക്കുന്നു. സോളാർ സെല്ലുകളുടെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് അവ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. അടുത്ത കുറച്ച് വർഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ അവ വാണിജ്യവൽക്കരിക്കപ്പെടുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. സിലിക്കണുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റുകൾ താരതമ്യേന വിലകുറഞ്ഞതും വിശാലമായ സാധ്യതയുള്ള പ്രയോഗങ്ങളുമുണ്ട്.

പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റുകൾ സിലിക്കൺ വസ്തുക്കളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഫലപ്രദവും ഈടുനിൽക്കുന്നതുമായ ഒരു സോളാർ സെൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റ് ക്രിസ്റ്റൽ സോളാർ സെല്ലുകൾക്ക് സിലിക്കണിനേക്കാൾ 20 ശതമാനം കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമതയുണ്ടാകും. പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റ്, എസ്‌ഐ-പിവി മെറ്റീരിയലുകൾ 28 ശതമാനം വരെ റെക്കോർഡ് കാര്യക്ഷമത നിലവാരം കാണിച്ചിട്ടുണ്ട്. കൂടാതെ, പാനലിന്റെ ഇരുവശത്തുനിന്നും ഊർജ്ജം ശേഖരിക്കാൻ സോളാർ സെല്ലുകളെ പ്രാപ്തമാക്കുന്ന ബൈഫേഷ്യൽ സാങ്കേതികവിദ്യ ഗവേഷകർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഇത് വാണിജ്യ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് പ്രത്യേകിച്ചും ഗുണം ചെയ്യും, കാരണം ഇത് ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ ചെലവിൽ പണം ലാഭിക്കുന്നു.

പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റുകൾക്ക് പുറമേ, ചാർജ് കാരിയറുകളായോ ലൈറ്റ് അബ്സോർബറുകളായോ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന വസ്തുക്കളും ഗവേഷകർ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു. സോളാർ സെല്ലുകളെ കൂടുതൽ ലാഭകരമാക്കാനും ഈ വസ്തുക്കൾ സഹായിക്കും. കേടുപാടുകൾക്ക് സാധ്യത കുറഞ്ഞ പാനലുകൾ സൃഷ്ടിക്കാനും അവ സഹായിക്കും.

വളരെ കാര്യക്ഷമമായ ഒരു ടാൻഡം പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റ് സോളാർ സെൽ നിർമ്മിക്കുന്നതിൽ ഗവേഷകർ ഇപ്പോൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. അടുത്ത രണ്ട് വർഷത്തിനുള്ളിൽ ഈ സെൽ വാണിജ്യവൽക്കരിക്കപ്പെടുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഗവേഷകർ യുഎസ് ഊർജ്ജ വകുപ്പുമായും നാഷണൽ സയൻസ് ഫൗണ്ടേഷനുമായും സഹകരിക്കുന്നു.

കൂടാതെ, ഇരുട്ടിൽ സൗരോർജ്ജം ശേഖരിക്കുന്നതിനുള്ള പുതിയ രീതികളിലും ഗവേഷകർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. പാനലിൽ നിന്നുള്ള ചൂട് ഉപയോഗിച്ച് വെള്ളം ശുദ്ധീകരിക്കുന്ന സോളാർ ഡിസ്റ്റിലേഷൻ ഈ രീതികളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. സ്റ്റാൻഫോർഡ് സർവകലാശാലയിൽ ഈ രീതികൾ പരീക്ഷിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

തെർമോറേഡിയേറ്റീവ് പിവി ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തെക്കുറിച്ചും ഗവേഷകർ ഗവേഷണം നടത്തുന്നുണ്ട്. രാത്രിയിൽ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഈ ഉപകരണങ്ങൾ പാനലിൽ നിന്നുള്ള ചൂട് ഉപയോഗിക്കുന്നു. പാനലുകളുടെ കാര്യക്ഷമത പരിമിതമായ തണുത്ത കാലാവസ്ഥയിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രത്യേകിച്ചും ഉപയോഗപ്രദമാകും. ഇരുണ്ട മേൽക്കൂരയിൽ സെല്ലുകളുടെ താപനില 25 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ കൂടുതൽ വർദ്ധിക്കും. സെല്ലുകളെ വെള്ളം ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിക്കാനും കഴിയും, ഇത് അവയെ കൂടുതൽ ഫലപ്രദമാക്കുന്നു.

ഈ ഗവേഷകർ അടുത്തിടെ വഴക്കമുള്ള സോളാർ സെല്ലുകളുടെ ഉപയോഗവും കണ്ടെത്തി. വെള്ളത്തിൽ മുങ്ങുന്നത് ചെറുക്കാൻ ഈ പാനലുകൾക്ക് കഴിയും, വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞതുമാണ്. ഒരു കാർ ഇടിച്ചുകയറിയാൽ പോലും ഇവയ്ക്ക് അതിജീവിക്കാൻ കഴിയും. എനി-എംഐടി അലയൻസ് സോളാർ ഫ്രോണ്ടിയേഴ്സ് പ്രോഗ്രാം അവരുടെ ഗവേഷണത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. പിവി സെല്ലുകൾ പരീക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ രീതി വികസിപ്പിക്കാനും അവർക്ക് കഴിഞ്ഞു.

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പാനലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഏറ്റവും പുതിയ ഗവേഷണം കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും, ചെലവ് കുറഞ്ഞതും, കൂടുതൽ ഈടുനിൽക്കുന്നതുമായ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിലാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്. ഈ ഗവേഷണ ശ്രമങ്ങൾ അമേരിക്കയിലും ലോകമെമ്പാടുമുള്ള വിവിധ ഗ്രൂപ്പുകൾ നടത്തുന്നു. ഏറ്റവും പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ രണ്ടാം തലമുറ നേർത്ത-ഫിലിം സോളാർ സെല്ലുകളും വഴക്കമുള്ള സോളാർ സെല്ലുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു.